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Monge-Fuentes V, Biolchi Mayer A, Lima MR, Geraldes LR, Zanotto LN, Moreira KG, Martins OP, Piva HL, Felipe MSS, Amaral AC, Bocca AL, Tedesco AC, Mortari MR. Dopamine-loaded nanoparticle systems circumvent the blood-brain barrier restoring motor function in mouse model for Parkinson's Disease. Sci Rep 2021; 11:15185. [PMID: 34312413 PMCID: PMC8313547 DOI: 10.1038/s41598-021-94175-8] [Citation(s) in RCA: 28] [Impact Index Per Article: 9.3] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 01/08/2021] [Accepted: 06/03/2021] [Indexed: 12/11/2022] Open
Abstract
Parkinson's disease (PD) is a progressive and chronic neurodegenerative disease of the central nervous system. Early treatment for PD is efficient; however, long-term systemic medication commonly leads to deleterious side-effects. Strategies that enable more selective drug delivery to the brain using smaller dosages, while crossing the complex brain-blood barrier (BBB), are highly desirable to ensure treatment efficacy and decrease/avoid unwanted outcomes. Our goal was to design and test the neurotherapeutic potential of a forefront nanoparticle-based technology composed of albumin/PLGA nanosystems loaded with dopamine (ALNP-DA) in 6-OHDA PD mice model. ALNP-DA effectively crossed the BBB, replenishing dopamine at the nigrostriatal pathway, resulting in significant motor symptom improvement when compared to Lesioned and L-DOPA groups. Notably, ALNP-DA (20 mg/animal dose) additionally up-regulated and restored motor coordination, balance, and sensorimotor performance to non-lesioned (Sham) animal level. Overall, ALNPs represent an innovative, non-invasive nano-therapeutical strategy for PD, considering its efficacy to circumvent the BBB and ultimately deliver the drug of interest to the brain.
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Affiliation(s)
- Victoria Monge-Fuentes
- Laboratório de Neurofarmacologia, Departamento de Ciências Fisiológicas, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade de Brasília, Brasília, 70910-900, Brazil.
| | - Andréia Biolchi Mayer
- Laboratório de Neurofarmacologia, Departamento de Ciências Fisiológicas, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade de Brasília, Brasília, 70910-900, Brazil
| | - Marcos Robalinho Lima
- Laboratório de Neurofarmacologia, Departamento de Ciências Fisiológicas, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade de Brasília, Brasília, 70910-900, Brazil
- Departamento de Biologia Animal e Plantas, Centro de Ciências Biológicas, Universidade Estadual de Londrina, Londrina, 86051-970, Brazil
| | - Luiza Ribeiro Geraldes
- Laboratório de Neurofarmacologia, Departamento de Ciências Fisiológicas, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade de Brasília, Brasília, 70910-900, Brazil
| | - Larissa Nepomuceno Zanotto
- Laboratório de Neurofarmacologia, Departamento de Ciências Fisiológicas, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade de Brasília, Brasília, 70910-900, Brazil
| | - Karla Graziella Moreira
- Laboratório de Neurofarmacologia, Departamento de Ciências Fisiológicas, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade de Brasília, Brasília, 70910-900, Brazil
- Laboratório de Fisiologia e Farmacologia, Universidade Federal de Catalão, Goiás, 75704-020, Brazil
| | - Olimpia Paschoal Martins
- Departamento de Química, Centro de Nanotecnologia e Engenharia de Tecidos-Fotobiologia e Fotomedicina, Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Av. Bandeirantes 3900, Ribeirão Preto, SP, 14040-901, Brazil
| | - Henrique Luís Piva
- Departamento de Química, Centro de Nanotecnologia e Engenharia de Tecidos-Fotobiologia e Fotomedicina, Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Av. Bandeirantes 3900, Ribeirão Preto, SP, 14040-901, Brazil
| | | | - Andre Correa Amaral
- Instituto de Saúde Pública e Patologia Tropical, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, Goías, Brazil
| | - Anamélia Lorenzetti Bocca
- Laboratório de Imunologia Aplicada, Departamento de Biologia Celular, Instituto de Ciências Fisiológicas, Universidade de Brasília, Brasília, 70910-900, Brazil
| | - Antonio Claudio Tedesco
- Departamento de Química, Centro de Nanotecnologia e Engenharia de Tecidos-Fotobiologia e Fotomedicina, Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Av. Bandeirantes 3900, Ribeirão Preto, SP, 14040-901, Brazil
| | - Márcia Renata Mortari
- Laboratório de Neurofarmacologia, Departamento de Ciências Fisiológicas, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade de Brasília, Brasília, 70910-900, Brazil
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