Validation of Nanoparticle-Peptide Targeting Biomarker in the Blood-Brain Barrier under Neuroinflammation Related to Multiple Sclerosis
Conference Poster
Overview
Research
Additional Document Info
View All
Overview
abstract
La esclerosis múltiple (EM) es una enfermedad neurodegenerativa autoinmune caracterizada por desmielinización y manifestada por diversos síntomas motores, somatosensoriales y cognitivos. Las lesiones desmielinizantes van acompañadas de neuroinflamación y aumento de la permeabilidad de la barrera hematoencefálica (BHE). Técnicas de imagen avanzadas como la resonancia magnética (RM) han contribuido a detectar lesiones (y permeabilidad) de la BBB. Además, se ha confirmado que el uso de partículas magnéticas ultrapequeñas de óxido de hierro (USPIO) como agentes de contraste mejora las observaciones por RM. A partir de un repertorio de péptidos detectados bajo neuroinflamación, identificamos previamente que el péptido-88 (P88) tiene alta afinidad por la laminina-511, una proteína de la matriz extracelular presente en la BBB. Se ha informado de que la laminina cambia su expresión y función bajo neuroinflamación, incluida la EM. Esta propuesta tiene como objetivo validar el par péptido-receptor (P88/laminina-511) vectorizado en nanosondas USPIO, con el fin de explorar las alteraciones moleculares de la BBB que se producen durante la neuroinflamación como herramientas potenciales para su uso en análisis de RMN.Hemos diseñado nanosondas USPIO-P88 y probado la citotoxicidad, sin observar muerte celular en concentraciones ylt; 4 mM. Además, hemos validado las nanosondas con P88 como biomarcador, en condiciones inflamatorias, en un modelo in vitro de BBB conformado por células endoteliales cerebrales, astrocitos y pericitos. También hemos realizado estudios de biocompatibilidad y farmacocinética in vivo, en ratas, y comprobado además el marcaje de la nanosonda-P88 bajo neuroinflamación inducida. La afinidad entre P88 y la laminina puede proporcionar información sobre el papel que desempeña la laminina en la alteración de la BBB bajo neuroinflamación, por lo que la laminina (como diana de P88) puede considerarse un biomarcador potencial en la EM.
Multiple sclerosis (MS) is a neurodegenerative autoimmune disease characterized by demyelination and manifested by various motor, somatosensory and cognitive symptoms. Demyelinating lesions are accompanied by neuroinflammation and increased blood-brain barrier (BBB) permeability. Advanced imaging techniques as magnetic resonance imaging (MRI) have contributed to detect lesions (and permeability) of the BBB. In addition, the use of magnetic ultra-small particles of iron oxide (USPIO) as contrast agents has been confirmed to improve MRI observations. From a repertoire of peptides detected under neuroinflammation, we previously identified that peptide-88 (P88) has high affinity to laminin-511, an extracellular matrix protein present in the BBB. Laminin has been reported to change its expression and function under neuroinflammation, including MS. This proposal aims to validate the peptide-receptor pair (P88/laminin511) vectorized on USPIO nanoprobes, in order to explore BBB molecular alterations occurring during neuroinflammation as potential tools for use in MRI analysis.We have designed USPIO-P88 nanoprobes and tested cytotoxicity, observing no cell death at concentrations ylt; 4 mM. In addition, we validated the nanoprobes with P88 as a biomarker, under inflammatory conditions, in an in vitro model of BBB conformed by brain endothelial cells, astrocytes and pericytes. We have also performed biocompatibility and pharmacokinetic studies in vivo, in rats, and additionally tested the marking of the nanoprobe-P88 under induced neuroinflammation. Affinity between P88 and laminin, may provide insight into the role laminin plays in BBB disruption under neuroinflammation, thus laminin (as a target of P88) may be considered a potential biomarker in MS.
