Nanocarrier-based Intranasal Drug Delivery for Enhanced Neurological Disorders Treatment

Abstract

Resumo: A barreira hematoencefálica (BHE) representa um grande obstáculo no tratamento de distúrbios neurológicos. Embora desempenhe um papel crucial na proteção do sistema nervoso central (SNC) contra xenobióticos nocivos, ela também limita a entrada de medicamentos que já estão na circulação sistémica. A administração intranasal de medicamentos surgiu como uma estratégia não invasiva promissora para contornar a BHE, explorando as conexões anatómicas proporcionadas pelos nervos olfativos e trigeminais, permitindo o transporte direto da cavidade nasal para o cérebro. No entanto, os medicamentos administrados por esta via enfrentam vários desafios, incluindo a depuração mucociliar e a degradação enzimática, e também podem representar um risco de toxicidade para o epitélio nasal. Este manuscrito examina os mecanismos subjacentes à permeabilidade do fármaco do nariz ao cérebro e destaca os avanços recentes em sistemas de administração baseados em nanotransportadores, incluindo nanopartículas lipídicas, poliméricas, proteicas e inorgânicas, concebidas para melhorar a administração de fármacos ao cérebro. Estes sistemas oferecem melhor orientação para o cérebro, proteção do fármaco e perfis de libertação controlada. Além disso, são discutidos os avanços clínicos e as limitações atuais da tradução.

Abstract: The blood–brain barrier (BBB) presents a major obstacle in the treatment of neurological disorders. While it plays a crucial role in protecting the central nervous system (CNS) from harmful xenobiotics, it also limits the entry of drugs already in systemic circulation. Intranasal drug delivery has emerged as a promising non-invasive strategy to bypass the BBB by exploiting the anatomical connections provided by the olfactory and trigeminal nerves, enabling direct transport from the nasal cavity to the brain. However, drugs administered via this route face several challenges, including mucociliary clearance and enzymatic degradation, and may also pose a risk of toxicity to the nasal epithelium. This manuscript examines the underlying mechanisms of nose-to-brain drug permeation and highlights recent advances in nanocarrier-based delivery systems, including lipid-based, polymeric-based, protein-based, and inorganic nanoparticles, designed to enhance drug delivery to the brain. These systems offer improved brain targeting, drug protection, and controlled release profiles. Furthermore, clinical advancements and current translation limitations are discussed.