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Biomedicine and pharmacotherapy

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Harnessing nanomedicine for modulating microglial states in the central nervous system disorders: Challenges and opportunities - 23/07/24

Doi : 10.1016/j.biopha.2024.117011 
Haisong Li a, c, Meng Guan a, b, d, Ning-Ning Zhang f, Yizhuo Wang a, Tingting Liang a, Haitao Wu a, Chang Wang a, ⁎ , Tianmeng Sun b, d, e, f, ⁎ , Shuhan Liu a, b, d, ⁎
a Cancer Center, The First Hospital, Jilin University, Changchun, Jilin, China 
b Key Laboratory of Organ Regeneration and Transplantation of Ministry of Education, Institute of Immunology, The First Hospital, Jilin University, Changchun, Jilin, China 
c Department of Neurosurgery, The First Hospital, Jilin University, Changchun, Jilin, China 
d National-local Joint Engineering Laboratory of Animal Models for Human Diseases, Changchun, Jilin, China 
e International Center of Future Science, Jilin University, Changchun, Jilin, China 
f State Key Laboratory of Supramolecular Structure and Materials, Jilin University, Changchun, Jilin, China 

⁎Corresponding author.⁎⁎Corresponding authors at: Key Laboratory of Organ Regeneration and Transplantation of Ministry of Education, Institute of Immunology, The First Hospital, Jilin University, Changchun, Jilin, China.Key Laboratory of Organ Regeneration and Transplantation of Ministry of Education, Institute of Immunology, The First Hospital, Jilin UniversityChangchunJilinChina

Abstract

Microglia are essential for maintaining homeostasis and responding to pathological events in the central nervous system (CNS). Their dynamic and multidimensional states in different environments are pivotal factors in various CNS disorders. However, therapeutic modulation of microglial states is challenging due to the intricate balance these cells maintain in the CNS environment and the blood–brain barrier’s restriction of drug delivery. Nanomedicine presents a promising avenue for addressing these challenges, offering a method for the targeted and efficient modulation of microglial states. This review covers the challenges faced in microglial therapeutic modulation and potential use of nanoparticle-based drug delivery systems. We provide an in-depth examination of nanoparticle applications for modulating microglial states in a range of CNS disorders, encompassing neurodegenerative and autoimmune diseases, infections, traumatic injuries, stroke, tumors, chronic pain, and psychiatric conditions. This review highlights the recent advancements and future prospects in nanomedicine for microglial modulation, paving the way for future research and clinical applications of therapeutic interventions in CNS disorders.

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Graphical Abstract




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Highlights

•
Nanomedicine targets microglial states modulation in CNS.
•
Nanoparticles overcome blood-brain barrier in drug delivery.
•
Explores nanoparticle drug delivery systems for CNS disorders.
•
Nanoparticles broaden treatment scope for CNS conditions.
•
Foresees advancements and challenges in CNS nanomedicine.

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Keywords : Central nervous system (CNS) disorders, Microglial state, Nanomedicine, Drug delivery, Blood–brain barrier (BBB)


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