DOI: https://doi.org/10.1007/s13346-026-02097-7
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41865231
تاريخ النشر: 2026-03-21
المؤلف: Anisha DSouza وآخرون
الموضوع الرئيسي: أنظمة توصيل الأدوية المتقدمة
نظرة عامة
تقدم هذه القسم نظرة عامة على توصيل الأدوية من الأنف إلى الدماغ (N2B)، مع التأكيد على إمكانيته كطريقة غير جراحية لتجاوز حاجز الدماغ الدموي (BBB) وتوصيل العلاجات مباشرة إلى الجهاز العصبي المركزي. يتم تسليط الضوء على استهداف الغشاء المخاطي الشمي كاستراتيجية فعالة بشكل خاص بسبب ارتباطه المباشر بالدماغ؛ ومع ذلك، فإن التحديات مثل التركيب المعقد للأنف، وإزالة المخاط، والمساحة السطحية المحدودة تعيق ترسيب الأدوية واحتفاظها بشكل فعال. تناقش المراجعة التقدمات الأخيرة في أنظمة توصيل الأدوية المعتمدة على الجسيمات النانوية، بما في ذلك البوليمرات اللاصقة للمخاط، وحاملات النانو المعالجة سطحياً، والأنظمة المستجيبة للمؤثرات، بالإضافة إلى أجهزة وتقنيات توصيل مبتكرة مصممة لإدارة الغشاء المخاطي الشمي.
تؤكد الخاتمة على الوعد المتزايد لتوصيل N2B لعلاج الاضطرابات العصبية، مشيرة إلى النجاح السريري للعلاجات المعتمدة من إدارة الغذاء والدواء (FDA) عبر الأنف لحالات مثل الصرع، والصداع النصفي، والاكتئاب. على الرغم من طبيعته غير الجراحية، تواجه توصيل N2B الفعال تحديات تتعلق بالقيود التشريحية، وأماكن ترسيب الأدوية، والتباين بين المرضى. تحدد المراجعة الفجوة بين النجاح ما قبل السريري والتنفيذ السريري، حيث لا توجد تقنية حالياً تسمح بالاستهداف الانتقائي لمسارات الامتصاص المحددة عبر الظهارة الشمية. إن معالجة هذه التحديات، إلى جانب العقبات التنظيمية والتوسع الصناعي، أمر حاسم لتقدم العلاجات N2B. يجب أن تهدف الأبحاث المستقبلية إلى استهداف دقيق لمناطق الدماغ، وتوضيح أدوار المسارات الشمية والتراجمينية، وتوضيح آليات نقل أنظمة الجسيمات النانوية للاستفادة الكاملة من الإمكانات السريرية لتوصيل الأدوية N2B.
مقدمة
تناقش المقدمة الدور الحاسم لحاجز الدماغ الدموي (BBB) كواجهة انتقائية تنظم تبادل المواد بين الدورة الدموية الجهازية والجهاز العصبي المركزي (CNS). يتكون من خلايا بطانية دقيقة مترابطة بإحكام في الدماغ، يعد BBB ضرورياً للحفاظ على توازن الخلايا العصبية ولكنه يطرح تحديات كبيرة لتوصيل الأدوية، خاصةً بالنسبة للمركبات المحبة للماء والجزيئات الكبيرة. تعقد هذه القيود التدخلات الدوائية لعلاج الاضطرابات العصبية، مما يتطلب جرعات عالية من الأدوية التي يمكن أن تؤدي إلى سمية جهازية، خاصةً في الفئات العمرية المتقدمة. على الرغم من التقدم في تحديد الأهداف العلاجية للأمراض التنكسية العصبية، تظل النتائج السريرية متواضعة، مما يبرز الحاجة إلى استراتيجيات توصيل مبتكرة.
من بين هذه الاستراتيجيات، ظهر توصيل الأدوية من الأنف إلى الدماغ (N2B) كنهج واعد غير جراحي. من خلال استخدام الإدارة عبر الأنف، يمكن للأدوية تجاوز BBB من خلال النقل المباشر على طول المسارات العصبية، مما يحقق تعرضاً سريعاً للجهاز العصبي المركزي مع تقليل الآثار الجهازية. ومع ذلك، تعتمد فعالية توصيل N2B على الترسيب الدقيق داخل الظهارة الشمية (OE)، وهي المنطقة الأنفية الوحيدة التي تصل مباشرة إلى الجهاز العصبي المركزي. تؤكد المراجعة على الحاجة إلى استراتيجيات مستهدفة لتحسين ترسيب الأدوية الشمية، ومعالجة التحديات الانتقالية لتعزيز موثوقية توصيل الأدوية N2B وتحسين نتائج العلاج لمختلف الاضطرابات العصبية.
نقاش
تعتبر تجويف الأنف واجهة حيوية للشم والتنفس، حيث تلعب تركيبتها المعقدة دوراً مهماً في تكييف الهواء المستنشق وحمايته من التهديدات البيئية. ومع ذلك، فإن هذا الهيكل المعقد يطرح تحديات كبيرة لتوصيل الأدوية من الأنف إلى الدماغ (N2B)، خاصةً بسبب التركيب غير المتجانس والخصائص المتغيرة للامتصاص عبر مناطق مختلفة. تعقد ديناميات تدفق الهواء، المتأثرة بالميزات التشريحية الفردية ودورة الأنف، ترسيب الأدوية وتوقع نتائج العلاج. يتم تقسيم تجويف الأنف إلى منطقتين رئيسيتين: الظهارة التنفسية (RE)، التي تقوم بترشيح وترطيب الهواء، والظهارة الشمية (OE)، المسؤولة عن الشم. تعتبر الظهارة التنفسية، التي تحتوي على مساحة سطح أكبر وزيادة في التوعية الدموية، أكثر ملاءمة للامتصاص الجهازي بدلاً من توصيل N2B المستهدف، بينما توفر الظهارة الشمية، على الرغم من صغر حجمها، وصولاً مباشراً إلى الجهاز العصبي المركزي (CNS).
آليات نقل N2B متعددة الأوجه، حيث تشمل كل من المسارات داخل الخلايا العصبية وخارجها. يسمح النقل داخل الخلايا العصبية بالامتصاص المباشر بواسطة خلايا الأعصاب الحسية الشمية (OSNs)، مما يسهل توصيل الأدوية إلى الدماغ، بينما تمكّن المسارات خارج الخلايا العصبية من الانتشار عبر الظهارة الأنفية. على الرغم من إمكانيات توصيل N2B، فإن الحواجز التشريحية والفسيولوجية، بما في ذلك إزالة المخاط ووجود إنزيمات التحلل، تحد بشكل كبير من وقت بقاء الأدوية وكفاءة الامتصاص. تتطلب البنية المعقدة لتجويف الأنف والطبيعة الديناميكية للفسيولوجيا الأنفية تطوير استراتيجيات توصيل مستهدفة يمكن أن تعزز ترسيب الأدوية داخل الظهارة الشمية وتحسن الفعالية العلاجية للعلاجات المستهدفة للجهاز العصبي المركزي.
DOI: https://doi.org/10.1007/s13346-026-02097-7
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41865231
Publication Date: 2026-03-21
Author(s): Anisha DSouza et al.
Primary Topic: Advanced Drug Delivery Systems
Overview
The section provides an overview of nose-to-brain (N2B) drug delivery, emphasizing its potential as a non-invasive method to bypass the blood-brain barrier (BBB) and directly deliver therapeutics to the central nervous system. Targeting the olfactory mucosa is highlighted as a particularly effective strategy due to its direct connection to the brain; however, challenges such as complex nasal anatomy, mucociliary clearance, and limited surface area hinder effective drug deposition and retention. The review discusses recent advancements in nanoparticle-based delivery systems, including mucoadhesive polymers, surface-functionalized nanocarriers, and stimuli-responsive systems, along with innovative delivery devices and techniques tailored for olfactory mucosal administration.
The conclusion underscores the growing promise of N2B delivery for treating neurological disorders, noting the clinical success of FDA-approved intranasal therapies for conditions like epilepsy, migraine, and depression. Despite its non-invasive nature, effective N2B delivery faces challenges related to anatomical constraints, drug deposition sites, and inter-patient variability. The review identifies a gap between preclinical success and clinical implementation, as no technique currently allows for selective targeting of specific uptake pathways through the olfactory epithelium. Addressing these challenges, along with regulatory and industrial scale-up hurdles, is crucial for advancing N2B therapeutics. Future research should aim for precise targeting of brain regions, clarify the roles of olfactory and trigeminal pathways, and elucidate the transport mechanisms of nanoparticle systems to fully harness the clinical potential of N2B drug delivery.
Introduction
The introduction discusses the critical role of the blood-brain barrier (BBB) as a selective interface that regulates the exchange of substances between the systemic circulation and the central nervous system (CNS). Composed of tightly interconnected brain microvascular endothelial cells, the BBB is essential for maintaining neuronal homeostasis but poses significant challenges for drug delivery, particularly for hydrophilic compounds and macromolecules. This limitation complicates pharmacological interventions for neurological disorders, necessitating high drug doses that can lead to systemic toxicity, especially in aging populations. Despite advancements in identifying therapeutic targets for neurodegenerative diseases, clinical outcomes remain modest, highlighting the need for innovative delivery strategies.
Among these strategies, nose-to-brain (N2B) drug delivery has emerged as a promising noninvasive approach. By utilizing intranasal administration, drugs can bypass the BBB through direct transport along neuronal pathways, achieving rapid CNS exposure while minimizing systemic effects. However, the effectiveness of N2B delivery hinges on accurate deposition within the olfactory epithelium (OE), the only nasal region with direct access to the CNS. The review emphasizes the need for targeted strategies to optimize olfactory deposition, addressing translational challenges to enhance the reliability of N2B drug delivery and improve treatment outcomes for various neurological disorders.
Discussion
The nasal cavity serves as a critical interface for olfaction and respiration, with its complex anatomy playing a vital role in conditioning inhaled air and protecting against environmental threats. However, this intricate structure poses significant challenges for nose-to-brain (N2B) drug delivery, particularly due to the heterogeneous anatomy and variable absorption properties across different regions. Airflow dynamics, influenced by individual anatomical features and the nasal cycle, further complicate drug deposition and predictability of therapeutic outcomes. The nasal cavity is divided into two main regions: the respiratory epithelium (RE), which filters and humidifies air, and the olfactory epithelium (OE), responsible for olfaction. The RE, comprising a larger surface area and more vascularization, is more conducive to systemic absorption rather than targeted N2B delivery, while the OE, although smaller, provides direct access to the central nervous system (CNS).
The mechanisms of N2B transport are multifaceted, involving both intraneuronal and extraneuronal pathways. Intraneuronal transport allows for direct uptake by olfactory sensory neurons (OSNs), facilitating drug delivery to the brain, while extraneuronal pathways enable diffusion across the nasal epithelium. Despite the potential of N2B delivery, anatomical and physiological barriers, including mucociliary clearance and the presence of degrading enzymes, significantly limit drug residence time and absorption efficiency. The nasal cavity’s complex architecture and the dynamic nature of nasal physiology necessitate the development of targeted delivery strategies that can enhance drug deposition within the OE and improve therapeutic efficacy for CNS-targeted treatments.