Tetrahedral Framework Nucleic Acids as an Efficient Nasal‐to‐Brain Delivery Carrier via Neural Transport Pathways

材料科学 核酸 DNA 纳米技术 生物物理学 神经科学 生物化学 生物
作者
Geru Zhang,Yang Gao,Lan Yao,Liwei Huang,Yangxue Yao,Yunfeng Lin,Taoran Tian,Xiaoxiao Cai
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
被引量:4
标识
DOI:10.1002/adfm.202419914
摘要

Abstract In the development of nasal‐to‐brain (N2B) drug delivery systems, the key challenge lies in penetrating the mucus, crossing the nasal epithelial barrier, and achieving broad distribution within the central nervous system (CNS) while ensuring biosafety. Non‐biomimetic delivery systems raise concerns regarding metabolism, while biomimetic systems, though safer, still face premature drug release into nasal tissues and limited distribution. Moreover, the N2B transport mechanisms of most existing drug delivery systems remain inadequately understood. This study proposed an efficient nasal‐to‐brain delivery system based on tetrahedral framework nucleic acids (tFNAs). These nanostructures, ≈10 nm in size, possess densely negative‐charged surfaces that help evade protein capture in mucus, facilitate rapid penetration of the mucus layer, and travel along the olfactory and trigeminal nerve axons to achieve widespread distribution in the CNS. The transport pathway is clearly elucidated. Additionally, tFNAs are used to deliver peptide via intranasal administration to treat sepsis‐associated encephalopathy (SAE). Results showed that tFNA‐NAP can regulate microglial activity, reduce neuronal damage, and improve behavioral outcomes. Moreover, both short‐ and long‐term safety experiments revealed no adverse effects. In summary, the development of the tFNA‐based N2B delivery system fills a gap in this field, offering a non‐invasive treatment approach for CNS diseases.
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