Drug delivery to central nervous pathologies is compromised by the blood-brain barrier (BBB). A clinically explored strategy to promote drug delivery across the BBB is sonopermeation, which relies on the combined use of ultrasound (US) and microbubbles (MB) to induce temporally and spatially controlled opening of the BBB. We developed an advanced in vitro BBB model to study the impact of sonopermeation on the delivery of the prototypic polymeric drug carrier pHPMA as a larger molecule and the small molecule antiviral drug ribavirin. This was done under standard and under inflammatory conditions, employing both untargeted and RGD peptide-coated MB. The BBB model is based on human cerebral capillary endothelial cells and human placental pericytes, which are co-cultivated in transwell inserts and which present with proper transendothelial electrical resistance (TEER). Sonopermeation induced a significant decrease in TEER values and facilitated the trans-BBB delivery of fluorescently labeled pHPMA (Atto488-pHPMA). To study drug delivery under inflamed endothelial conditions, which are typical for e.g. tumors, neurodegenerative diseases and CNS infections, tumor necrosis factor (TNF) was employed to induce inflammation in the BBB model. RGD-coated MB bound to and permeabilized the inflamed endothelium-pericyte co-culture model, and potently improved Atto488-pHPMA and ribavirin delivery. Taken together, our work combines in vitro BBB bioengineering with MB-mediated drug delivery enhancement, thereby providing a framework for future studies on optimization of US-mediated drug delivery to the brain.

• MeSH
• antivirové látky aplikace a dávkování   chemie   farmakologie   farmakokinetika   MeSH
• endoteliální buňky * účinky léků   metabolismus   MeSH
• hematoencefalická bariéra * metabolismus   MeSH
• kokultivační techniky * MeSH
• lékové transportní systémy metody   MeSH
• lidé MeSH
• mikrobubliny * MeSH
• oligopeptidy * chemie   aplikace a dávkování   farmakokinetika   MeSH
• pericyty * metabolismus   účinky léků   MeSH
• polymery chemie   aplikace a dávkování   MeSH
• ribavirin aplikace a dávkování   chemie   farmakokinetika   MeSH
• ultrazvukové vlny MeSH
• zánět farmakoterapie   MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH

• MeSH
• amantadin aplikace a dávkování   terapeutické užití   MeSH
• hepatitida B diagnóza   farmakoterapie   virologie   MeSH
• hepatitida C farmakoterapie   MeSH
• interferon alfa aplikace a dávkování   škodlivé účinky   terapeutické užití   MeSH
• interferony farmakologie   chemie   terapeutické užití   MeSH
• lamivudin aplikace a dávkování   farmakologie   terapeutické užití   MeSH
• lidé MeSH
• ribavirin chemie   škodlivé účinky   terapeutické užití   MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• Publikační typ
• přehledy MeSH

• MeSH
• hepatitida C farmakoterapie   MeSH
• interferon alfa aplikace a dávkování   farmakologie   škodlivé účinky   MeSH
• interferony chemická syntéza   chemie   terapeutické užití   MeSH
• kryoglobulinemie etiologie   farmakoterapie   virologie   MeSH
• lidé MeSH
• porphyria cutanea tarda etiologie   farmakoterapie   virologie   MeSH
• ribavirin aplikace a dávkování   chemie   MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• Publikační typ
• přehledy MeSH