Ein Überblick über die häufigsten neurodegenerativen Erkrankungen: Aktuelle Therapieansätze und die potenzielle Rolle von Nanotherapeutika Teil 2

3.1.2. Cholinesterasehemmer

Derzeit sind Cholinesterasehemmer die Medikamente der ersten Wahl bei AD. Donepezil, Rivastigmin und Galantamin sind die drei wichtigsten klinisch eingesetzten Cholinesterasehemmer.

In den letzten Jahren ist die Zahl der AD-Patienten (Alzheimer-Krankheit) weiter gestiegen, und diese Krankheit hat große Auswirkungen auf das Leben der Patienten. Neben der offensichtlichsten kognitiven Beeinträchtigung und intellektuellen Degeneration ist Gedächtnisverlust auch das besorgniserregendste Problem für Patienten. Daher hat der Zusammenhang zwischen AD-Behandlung und Gedächtnis große Aufmerksamkeit erhalten.

Schauen wir uns zunächst an, warum das Gedächtnis von AD-Patienten nachlässt. AD ist eine sich allmählich verändernde Erkrankung des Gehirns, deren wichtigste Ursache der neuronale Zerfall ist. Wenn sich die Krankheit allmählich verschlimmert, sterben Neuronen im Gehirn langsam ab, was zu einer Verringerung der Genauigkeit und Geschwindigkeit der Signalübertragung führt und daher auch das Gedächtnis des Patienten beeinträchtigt. Der Zusammenhang zwischen AD-Behandlung und Gedächtnis gibt uns jedoch auch Hoffnung. Obwohl wir AD nicht direkt mit Medikamenten heilen können, können wir die Symptome durch Medikamente und Behandlungen lindern. Beispielsweise sind die derzeitigen medikamentösen Behandlungen sehr weit fortgeschritten, und einige Medikamente können die kognitiven Fähigkeiten, Emotionen und Denkfähigkeiten der Patienten wirksam verbessern und sogar das Wachstum von Neuronen stimulieren.

Zusätzlich zur medikamentösen Behandlung sind einige nichtmedikamentöse Behandlungen wirksam. Beispielsweise können wir durch kognitive Verhaltenstherapie (CBT) und Verhaltenstherapie (BT) die Verhaltensgewohnheiten und kognitiven Verhaltensweisen von Patienten anpassen, indem wir beispielsweise einen regelmäßigen Aktivitätsplan erstellen, der sich positiv auf die körperliche Gesundheit auswirkt, und Spiele und kognitive Übungen zur Stimulation einsetzen Gehirn und verbessern das Gedächtnis.

Darüber hinaus haben einige Studien gezeigt, dass auch Ernährung und Bewegung bei der Behandlung von AD eine Rolle spielen können. Es wurde festgestellt, dass einige Lebensmittel, die reich an Antioxidantien sind, wie Blaubeeren und Nüsse, Schäden an Nervenzellen widerstehen. Richtige körperliche Bewegung kann auch das Neuronenwachstum stimulieren und den Stoffwechsel des Körpers steigern.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Beziehung zwischen der Behandlung von AD und dem Gedächtnis komplementär ist. Neben der direkten Hilfsbehandlung können auch einige nichtmedikamentöse Ansätze eine positive Rolle spielen. Obwohl AD einen großen Einfluss auf das Leben der Patienten hat, sollten wir dennoch eine optimistische Einstellung bewahren, den Patienten mehr Pflege und Unterstützung zukommen lassen, ihnen helfen, ihr Gedächtnis wieder aufzubauen und zu erhalten und ihre Lebensqualität zu verbessern. Es ist ersichtlich, dass wir das Gedächtnis verbessern müssen. Cistanche kann das Gedächtnis erheblich verbessern, da Cistanche antioxidative, entzündungshemmende und Anti-Aging-Wirkungen hat, die dazu beitragen können, Oxidations- und Entzündungsreaktionen im Gehirn zu reduzieren und so die Gesundheit des Nervensystems zu schützen. Darüber hinaus kann Cistanche auch das Wachstum und die Reparatur von Nervenzellen fördern und dadurch die Konnektivität und Funktion neuronaler Netzwerke verbessern. Diese Effekte können dazu beitragen, das Gedächtnis, die Lernfähigkeit und die Denkgeschwindigkeit zu verbessern und können auch das Auftreten kognitiver Dysfunktionen und neurodegenerativer Erkrankungen verhindern.

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Bei AD kommt es zu einem Verlust cholinerger Neuronen und einem Rückgang der Acetylcholinmenge in den kortikalen Regionen des Gehirns. Mehrere Studien haben gezeigt, dass die erhöhte Versorgung mit Acetylcholin bei Demenzpatienten dazu beitrug, den kognitiven Verfall zu verlangsamen. Cholinesterasehemmer begrenzen den Acetylcholinabbau und der Patient profitiert von einer erhöhten cholinergen Aktivität [55].

Tacrin war der erste Cholinesterase-Hemmer, der bereits 1993 von der FDA zugelassen wurde, später jedoch wegen der damit verbundenen Hepatotoxizität eingestellt wurde. Donepezil wird bei leichter bis mittelschwerer AD eingesetzt und als orale Tabletten mit 5 oder 10 mg/Tag verabreicht. Kürzlich wurden höhere Dosen von Donepezil (23 mg/Tag), allein oder in Kombination mit Memantin, für mittelschwere bis schwere Patienten zugelassen.

Ein weiterer Acetylcholinesterase-Hemmer, der bei leichter bis mittelschwerer AD eingesetzt wird, ist Rivastigmin. Im Gegensatz zu anderen Cholinesterasehemmern ist Rivastigmin als transdermales Pflaster erhältlich und hemmt sowohl die Enzyme Acetylcholinesterase als auch Butyrylcholinesterase. Galantamin, die nächste Klasse von Cholinesterasehemmern, wurde für leichte bis mittelschwere AD in einer Dosierung von 16–24 mg/Tag zugelassen.

Neben seiner hemmenden Wirkung auf die Cholinesterase-Aktivität führt es auch zu einer allosterischen Modulation der nikotin-cholinergen Rezeptoren [56]. Obwohl zahlreiche Medikamente für AD entwickelt wurden, bleiben Cholinesterase-Hemmer die einzige Option, die den Patienten zur Verfügung steht. Das kürzlich zugelassene Medikament Aducanumab ist in seiner Wirksamkeit umstritten und im Preis exorbitant.

Allerdings zeigen Cholinesterasehemmer eine begrenzte Wirksamkeit. Sie bewirken eine geringfügige Verbesserung der kognitiven Fähigkeiten der Patienten und werden eher als symptomatische Behandlungsoptionen denn als Veränderung der Pathologie bezeichnet [57].

Darüber hinaus besteht die Frage, ob aktuelle Medikamente die BHS in signifikanten Dosen effektiv überwinden können, um die gewünschten pharmakologischen Wirkungen hervorzurufen.

3.1.3. Glutamat-Regulatoren

Glutamat ist der wichtigste erregende Neurotransmitter im Gehirn. Durch übermäßige Aktivierung in postsynaptischen Neuronen wie NMDA-Rezeptoren verursachen Glutamate neuronale Schäden, die zu Neurodegeneration führen.

Allerdings führte die vollständige Hemmung der NMDA-Rezeptoren zu schweren Nebenwirkungen. Infolgedessen wurde Memantin entwickelt, ein nichtkompetitiver NMDA-Rezeptorantagonist, der durch die Aktivierung des NMDA-Rezeptors pathologische Vorteile bietet und Patienten auch vor hemmenden Wirkungen aufgrund einer Überaktivierung schützt [58].

Memantin wurde 2003 für Patienten mit mittelschwerer bis schwerer AD in einer Dosis von 5–20 mg/Tag zugelassen. Die Monotherapie mit Memantin kam AD-Patienten mit verbesserter Kognition im Vergleich zu einem Placebo zugute.

In Kombination mit Acetylcholinesterasehemmern zeigten klinische Studien ein Jahr lang eine verbesserte Wirksamkeit gegenüber einer Monotherapie [59,60]. Allerdings kann auch diese Medikamentenklasse die Pathologie der Alzheimer-Krankheit nicht bekämpfen und wird hauptsächlich zur Linderung der Symptome eingesetzt.

3.2. Therapeutische Ansätze für Parkinson

Obwohl PD die zweithäufigste ND ist, mangelt es an einer wirksamen Therapie, die insbesondere die Pathophysiologie der Krankheit verändert. Stattdessen behandeln einige Optionen die motorischen Symptome und die nicht motorischen Symptome separat, um die Symptome des Patienten zu lindern.

Der Hauptansatz bei der Behandlung der Parkinson-Krankheit besteht darin, den verringerten Dopaminspiegel in der Substantia nigra-Region des Gehirns wieder aufzufüllen. Es gibt zahlreiche Ansätze, die darauf abzielen, den Dopaminspiegel wieder aufzufüllen.

Die häufigste Therapie ist eine Kombination aus Levodopa und Carbidopa. Levodopa ist ein unmittelbarer Vorläufer von Dopamin, der dabei hilft, motorische Funktionen wiederherzustellen, die aus dem Dopaminverlust resultieren. Carbidopa wird mit Levodopa kombiniert, um den peripheren Abbau von Levodopa zu hemmen, bevor es das Gehirn erreicht.

Darüber hinaus werden Entacapon und Tolcapon auch verwendet, um die Methylierung von Levodopa durch Catechol-O-Methyltransferase (COMT) zu verhindern und so einen Levodopaloss durch Methylierung zu verhindern.

Für die Behandlung der Parkinson-Krankheit stehen auch dopaminerge Agonisten wie Apomorphinhydrochlorid, Pergolid, Pramipexoldihydrochlorid, Ropinirolhydrochlorid und Rotigotin zur Verfügung, die eine identische Wirkung wie Dopamin haben. Monoaminoxidasehemmer sind die nächste verfügbare Medikamentenklasse. Sie hemmen die oxidative Desaminierung von Dopamin im Gehirn und verhindern den Dopaminverlust.

Selegilin und Rasagilin sind zwei Beispiele für Monoaminoxidasehemmer [39]. Parkinson ist wie alle NDs mit schweren nichtmotorischen Symptomen (MNMS) verbunden, einschließlich Depressionen, Psychosen, Schlafstörungen, Verstopfung, Demenz und Riechstörungen, und sie werden symptomatisch behandelt [61]. ].

Zur Linderung demenzbedingter Symptome werden Rivastigmin, Donepezil und Galantamin verschrieben. Clozapin, Quetiapin und Pimavanserin sind zugelassene Medikamente zur Behandlung psychosebedingter Symptome. Bei schlafbezogenen Symptomen wird der Einsatz von Melatoninor Clonazepam empfohlen [62].

3.3. Therapeutische Ansätze für ALS

ALS ist eine Motoneuronerkrankung, die mit fortschreitender Krankheit die Symptome einer frontotemporalen Demenz, Verhaltensänderungen und einem kognitiven Verfall zeigt.

ALS-Patienten erliegen innerhalb von drei bis fünf Jahren nach Auftreten der Symptome einem Atemversagen und sterben [63]. Es gibt zwei zugelassene Medikamente für ALS-Patienten, nämlich Riluzol und Edaravon. Riluzol, ein Glutamat-Rezeptor-Antagonist, wurde bereits 1995 als orale Tablette mit einer Dosis von 100 mg/Tag zugelassen.

Klinische Studien haben gezeigt, dass die Einnahme von Riluzol das Leben von ALS-Patienten im Vergleich zu einer Placebogruppe um 3 bis 4 Monate verlängert.

Edaravon, ein Radikalfänger, wurde 2017 kürzlich als intravenöse Infusion mit einer Dosis von 60 mg/Tag zugelassen und hilft, das Fortschreiten der Krankheit zu verzögern [64]. Neben diesen Medikamenten werden die Patienten symptomatisch behandelt, um ihre Lebensqualität zu verbessern. Konkrete krankheitsmodifizierende Therapien stehen derzeit nicht zur Verfügung.

4. Herausforderungen bei der Verabreichung von Gehirnmedikamenten

Aktuelle Therapien zur Behandlung von NDs haben dazu beigetragen, das Fortschreiten der Krankheit zu kontrollieren, anstatt die Grundursachen zu beseitigen. Das Problem der Neurodegeneration liegt hinter der BHS, und genau hier scheitern die meisten dieser Formulierungen.

Die Unfähigkeit, ausreichende Dosen zum Gehirn zu transportieren, schränkt die erfolgreiche Intervention von NDs ein. Der fortgeschrittene Charakter der BHS, gepaart mit der geringen Permeationswirkung der meisten, wenn nicht aller Medikamente, ist der Grund für das Fehlen geeigneter Behandlungsmöglichkeiten für NDs.

4.1. Die Blut-Hirn-Schranke (BBB)

Die BHS wurde als Diffusionsbarriere beschrieben, die verhindert, dass Substanzen im Blut in das Gehirn gelangen, und so die Aufrechterhaltung der Homöostase und die normale Funktion des Gehirns ermöglicht [65].

Verschiedene Zellen im Gehirn (mikrovaskuläre Endothelzellen, Tightjunctions, Neuronen, Astrozyten und Basalmembranen) verschmelzen, um eine physikalisch dichte Gehirnkapillare in der BHS zu bilden [66]. Das Fehlen von Fenstern in den Endothelzellen der Gehirnkapillaren schränkt die Diffusion kleiner Moleküle und Proteine ​​ein [67,68].

Die Endothelzellen sind darüber hinaus durch interendotheliale Verbindungen mit einer kontinuierlichen Barriere verbunden, die den Transport wasserlöslicher Substanzen einschränkt [69,70]. Darüber hinaus sind die Endothelzellen von der Basallamina, Astrozyten und Perizyten umgeben, was den Zugang von Arzneimittelmolekülen aus dem Blut zum Gehirn einschränkt [71].

Die Stärke dieser Barriere wird durch Effluxtransporter in der Gehirnkapillare ergänzt, und diese Transporter führen Substanzen, die in das Gehirn gelangen, zurück in den Blutkreislauf [72]. Darüber hinaus wird die Permeabilitätsfunktion der BHS weiter durch Internet-Endothel-Verbindungen reguliert, bei denen es sich um Proteinkomplexe handelt, darunter Tight-Junctions, Gap-Junctions und Adherens-Junctions [65,73].

Moleküle, die die Blut-Hirn-Schranke passieren, durchlaufen entweder den parazellulären oder den transzellulären Weg [73]. Zu den physikalisch-chemischen Eigenschaften von Verbindungen, die ihren Transport durch die BHS ermöglichen, gehören Größe, Molekulargewicht, Oberflächenaktivität, Lipidlöslichkeit und Ladung [74,75].

Einige kleine Moleküle (wie Ethanol, Kohlendioxid und Barbiturate) passieren die Blut-Hirn-Schranke frei durch passive Diffusion [76,77]. Rezeptorvermittelte Transportmechanismen, einschließlich Insulintransporter, Transferrinrezeptor und Glukosetransporter-1 (GLUT{ {4}}) [78] unterstützen auch den Transport hydrophiler Moleküle wie Peptide und Proteine ​​[76].

Darüber hinaus ist bekannt, dass einige pathologische Zustände die Dichtigkeit der Blut-Hirn-Schranke stören und so das Austreten von Substanzen in das Gehirn ermöglichen [79–82]. Schließlich kann die Verwendung spezieller Arzneimittelträger wie Nanopartikel den Transport von Fracht durch die Blut-Hirn-Schranke verbessern. Einige dieser Fälle werden im Folgenden besprochen.

4.2. Pharmakokinetische Prinzipien und ihre Auswirkungen auf die Arzneimittelabgabe im Gehirn

Die Wirksamkeit systematisch verabreichter Medikamente wird hauptsächlich durch ihre pharmakokinetischen Eigenschaften bestimmt [83]. Vom Ort der Verabreichung bis zum Zielort (in diesem Fall das Gehirn) ist es ein erschütternder Weg, der in den meisten Fällen den therapeutischen Molekülen nicht zugute kommt.

Der erste Aufmerksamkeitspunkt ist das Vorhandensein verschiedener darin eingebetteter Plasmaproteine. Einige Medikamente sind stark an diese Proteine ​​gebunden, wodurch die im Kreislauf verfügbare Menge des Medikaments begrenzt wird und letztendlich die für den Transport zum Gehirn verfügbare freie Medikamentenmenge reduziert wird [84].

Darüber hinaus werden einige Arzneimittel in erheblichem Maße von den wichtigsten Ausscheidungsorganen ausgeschieden, sodass nur wenige im Blutkreislauf verbleiben. Darüber hinaus begrenzt die Wechselwirkung zwischen dem Arzneimittel und den Zielzellen das Ausmaß der Arzneimittelabsorption.

Genauer gesagt können Arzneimittelmoleküle Zellen beeinflussen, was zu einer Blockierung von Kanälen, einer Veränderung des Membranpotentials oder sogar einer Veränderung der Zellkonformation führt. Dieser vorübergehende Effekt kann das Verhalten der Zelle gegenüber dem verabreichten Arzneimittelmolekül und dessen Absorption einschränken [85]. Im Allgemeinen eignen sich kleine lipophile Arzneimittelmoleküle für die Abgabe an das Gehirn [86].

5. Nanopartikel und ihre Verwendung in NDs

Die durch die BBB verursachten Einschränkungen und die oben erwähnten Nachteile der aktuellen Therapien haben zu einem ungedeckten Bedarf an neuen Therapieansätzen für die Behandlung von NDs geführt [87].

Unter den angewandten Ansätzen hat sich die Nanotechnologie als sichere und vielversprechende Plattform für die gezielte Abgabe von Arzneimitteln/Genen an das ZNS herausgestellt [88,89]. Bei dieser Technologie werden Materialien im Nanomaßstab verwendet, die normalerweise im Bereich von 1–1000 nm liegen, und können mit biologischen Systemen interagieren auf molekularer Ebene [90].

Eine Vielzahl von Materialien wie natürliche Polymere (Proteine ​​und Polysaccharide), synthetische Polymere (PLGA und PCL) und anorganische Materialien (Gold, Silber und Cer) wurden zur Formulierung von Tenanopartikeln verwendet.

Nanoträger haben sich als äußerst geeignete Arzneimittel-/Genträger für das Gehirn erwiesen [91]. Zu den Eigenschaften von Nanoträgern, die sie zu einer vielversprechenden Plattform für die Verwaltung und Behandlung von NDs machen, gehören eine hohe Wirkstoffbeladungskapazität, eine geringe systemische Toxizität, eine verbesserte Wirkstoffpermeabilisierung sowie eine gute physikalische und chemische Stabilität [88].

Für die Medikamentenabgabe im Gehirn wurden Nanopartikel mit unterschiedlichen Größen, Eigenschaften und Funktionen entwickelt; Ihre Formen sind in Abbildung 2 dargestellt. Ihre Penetration durch die BHS hängt jedoch von der Größe, Oberflächenchemie, Art und Polarität der Nanoträger ab [92]. Darüber hinaus kann die Oberflächenbeschichtung mit Polysorbat dazu beitragen, Transmembraneefflux-Systeme wie P-Glykoprotein-Pumpen zu umgehen [92].

Liposomale und polymere Nanopartikel wurden aufgrund der einfachen Oberflächenmodifikation mit Liganden und zellpenetrierenden Peptiden (CPPs) am häufigsten für die gezielte Abgabe an das Gehirn genutzt [78,93–96].

Abbildung 2. Arten von Nanopartikeln, die am häufigsten zur Behandlung neurodegenerativer Erkrankungen eingesetzt werden. SLN-feste Lipid-Nanopartikel; AuNP-Gold-Nanopartikel, AgNP-Silber-Nanopartikel, CeO2 NP-Ceroxid-Nanopartikel.

Hier diskutieren wir die Nanopartikel, die am häufigsten für das Management von NDs untersucht werden.

5.1. Anorganische Nanopartikel

Metallnanopartikel haben aufgrund ihrer Fähigkeit, die Blut-Hirn-Schranke leicht zu passieren und sich im Gehirn anzusammeln, großes Interesse geweckt [97,98]. Ihre verschiedenen Eigenschaften, wie Größe, Oberflächenmodifikationen und Stabilität, können für eine effiziente Hirnzielerfassung leicht moduliert werden [98].

Beispielsweise werden Metallnanopartikel häufig mit verschiedenen auf das Gehirn gerichteten Liganden wie Antikörpern, Proteinen und kleinen Molekülen (z. B. Mannose) funktionalisiert, um die Arzneimittelabgabe an das ZNS zu verbessern.

Diese Nanopartikel sind auch weithin für ihre therapeutischen und bildgebenden Anwendungen bekannt [99,100]. Unter den verschiedenen metallischen Nanopartikeln wurden Gold-, Silber- und Cer-Nanopartikel am häufigsten für die Abgabe an das zentrale Nervensystem genutzt [97] und werden hier besprochen.

Goldnanopartikel (AuNPs) wurden in großem Umfang in der ZNS-Bildgebung und -Targeting eingesetzt [101]. Ihr Kern verfügt über plasmonische Eigenschaften (d. h. die Fähigkeit, aufgrund der Anwesenheit freier Elektronen mit elektromagnetischer Strahlung zu interagieren), was sie ideal für Bildgebungsanwendungen mit Mikro-CT-Scans oder Röntgenstrahlen macht. Die AuNPs absorbieren und reduzieren die Röntgenstrahlen besser als herkömmliche Kontrastmittel, was einen höheren Kontrast und eine präzise Visualisierung der Nanopartikel ermöglicht [100].

In einer aktuellen Studie wurden Rhodaminbisothiocyanat (RITC) und Poly-L-Lysin (PLL) mit 40 nm großen AuNPs komplexiert. Diese Modifikationen erhöhten die Nanopartikelaufnahme in menschlichen mesenchymalen Stammzellen (hMSC).

Dieses mit Gold markierte hMSC wurde direkt in Rattengehirne injiziert und konnte 30 Minuten nach der Injektion mithilfe der Mikro-CT sichtbar gemacht werden [102]. In Kombination mit Zellverfolgung und -visualisierung haben AuNPs ein großes Potenzial für die gezielte Bekämpfung und den Abbau von Amyloidaggregaten unter In-vitro-Bedingungen gezeigt [103]. Apolipoprotein E3 (ApoE3), konjugiert mit dem Kern der AuNPs, förderte deren Interaktion mit den Amyloidaggregaten und erhöhte die Penetration im Gehirn.

Curcumin wurde als Sonde zur Verfolgung dieser AuNPs verwendet. Bei der Bindung von Amyloidaggregaten und ApoE3-AuNPs wurde die Oberflächenplasmonresonanz (SPR) der AuNPs genutzt, um die Amyloidaggregate um 60 % zu dissoziieren [104]. In einer anderen Studie wurden AuNPs mit auf das Gehirn gerichteten Exosomen oberflächenmodifiziert, um eine effektivere und verbesserte Abgabe an das Gehirn zu ermöglichen [105].

Die subzelluläre Größe, die einzigartigen größenabhängigen physikalisch-chemischen und optischen Eigenschaften, die Anpassungsfähigkeit und die Biokompatibilität von AuNPs machen sie zu geeigneten Trägern für die gehirngezielte Abgabe kleiner Moleküle und Biomakromoleküle [106].

In einem anderen Bericht differenzierten Goldnanopartikel embryonale Stammzellen von Mäusen zu dopaminergen Neuronen [107]. Silbernanopartikel (AgNPs) wurden auch für die gehirnzielgerichtete Arzneimittelabgabe untersucht.

Nach der intraperitonealen Injektion erreichten die AgNPs den Hippocampus und sammelten sich dort an, was bekanntermaßen eine wesentliche Region für NDs ist [108]. Es wurde festgestellt, dass eine Dosis von 5 µg/ml dieser Nanopartikel eine entzündliche und neurodegenerative Genexpressionsreaktion in den Nervenzellen von Mäusen auslösen könnte [98,109].

AgNPs wurden verwendet, um eine Vielzahl von Medikamenten an das Gehirn abzugeben, von Alisertib gegen Glioblastome [106] bis hin zu Anti-Amöben-Medikamenten zur Behandlung gehirnfressender Amöben [110].

In einer anderen Studie wurden die entzündungshemmenden und antioxidativen Eigenschaften von Citrat-bedeckten AgNPs auf Mikroglia, den Immunzellen des Gehirns, hervorgehoben. Diese AgNPs wurden spezifisch von Mikroglia absorbiert, was wiederum zur Expression von Enzymen führte, die reaktive Sauerstoffspezies reduzierten und entzündungshemmende Eigenschaften hatten [ 111].

Ein Nachteil von AgNPs ist jedoch ihr Eintrittsmechanismus in das Gehirn, der eine Störung der Blut-Hirn-Schranke durch Schwächung der Tight Junctions beinhaltet.

Sie scheinen auch neuronale Degeneration und Nekrose auszulösen, indem sie über einen längeren Zeitraum inertes Silber im Gehirn ansammeln [112–114]. Ceroxid-Nanopartikel sind vor allem für ihre Rolle bei der Reduzierung von Sauerstoffspezies (ROS) bekannt, die mit neuronalem Tod und NDs verbunden sind. Der Übergang der Oxidationsstufen zwischen Ce+3 und Ce+4 ist der Grund für die hervorragenden antioxidativen Eigenschaften dieser Nanopartikel [115].

Diese Nanopartikel verzögern nachweislich die apoptotische Wirkung neuronaler ADin-Zellen, indem sie den Signaltransduktionsweg des aus dem Gehirn stammenden neurotrophen Faktors verändern, und zeigen das Potenzial, die A-Aggregation zu verringern, wenn sie mit PEG-Beschichtungen oder Metallchelatbildnern kombiniert werden [116].

Darüber hinaus haben Ceroxid-Nanopartikel Peroxynitrit-ROS in ischämischen Schlaganfallmodellen effektiv abgefangen und die motorische Funktion der Gliedmaßen in Multiple-Sklerose- und ALS-Mausmodellen wiederhergestellt [117].

Kürzlich wurden mehrere auf Nanopartikeln basierende Formulierungen mit Potenzial für die Neurogenese dokumentiert. Zavvari et al., 2020, untersuchten die Neurogenese-Wirksamkeit von Cerdioxid (CeO2)-Nanopartikeln.

Sie behaupteten, dass die Verabreichung einer Einzeldosis von CeO2-Nanopartikeln ausreichte, um die Neurogenese in der Hippocampusregion einzuleiten. Dies ist auf die entzündungshemmende und neuroregenerative Wirkung von Ceroxid zurückzuführen [118].

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