Редакция OMM
Новое исследование на мышах показало, что кровеносно-мозговой барьер не только препятствует проникновению вредных веществ в мозг, но и избирательно доставляет определённые белки, вырабатываемые организмом, к конкретным клеткам мозга. Предполагается, что этот механизм может нарушаться на ранних стадиях болезни Альцгеймера и стать новой мишенью для лечения.
Исследователи из «Gladstone Institutes» в Сан-Франциско отмечают, что это открытие может сместить фокус при лечении болезни не только на мозг, но и на процессы, происходящие в других частях организма. Об этом пишет «AnewZ».
Кровеносно-мозговой барьер — это сеть специализированных клеток, выстилающих внутреннюю поверхность сосудов мозга и отделяющих его от остальной системы кровообращения. Руководитель исследования Эндрю Янг из «Gladstone Institutes» сообщил, что долгое время учёные рассматривали этот барьер как простую физическую преграду, защищающую мозг от токсинов. По его словам, новые результаты показывают, что барьер представляет собой активную систему: он отбирает подходящие белки из крови и доставляет их к соответствующим клеткам мозга.
В исследовании учёные использовали удостоенную Нобелевской премии химию маркировки белков, чтобы отслеживать 861 белок в крови мышей, не изменяя их функций. После повторного введения меченых белков мышам исследователи изучили ткани мозга, чтобы выявить белки, преодолевшие барьер.
Исследование опубликовано 11 ноября в журнале «Cell». Янг — старший автор работы, а Хаоюэ Чжоу, сотрудник его лаборатории, — первый автор. В исследовании также участвовали учёные из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, «Buck Institute for Research on Ageing», Гонконгского центра нейродегенеративных заболеваний, Гонконгского университета науки и технологии и «Emory School of Medicine».
Из 861 отслеживаемого белка кровеносно-мозговой барьер преодолели только 92. Большинство из них, в частности, вырабатывались в удалённых органах, например в печени. По данным «Gladstone Institutes», барьер распознаёт и переносит отобранные белки с помощью специальных рецепторов — случайным образом белки в мозг не попадают. После прохождения через барьер они доставляются к различным клеткам мозга.
Исследователи выделили аполипопротеин A1 (APOA1), вырабатываемый в печени, как белок, имеющий особое значение. Он проникает в мозг и достигает астроцитов — клеток, которые помогают поддерживать здоровые связи между нейронами.
Чтобы изучить нарушение механизма переноса белков, учёные также исследовали мышей с одной из форм болезни Альцгеймера. Когда барьер переставал переносить APOA1, возникающий дефицит связывали с потерей связей между нейронами, изменениями поведения и другими ранними признаками заболевания.
Исследователи установили, что перенос таких защитных белков, как APOA1, прекращается до того, как барьер начинает пропускать вредные вещества в мозг. Это указывает на то, что сбой в системе снабжения мозга белками может возникать раньше широко известного нарушения барьера.
В другом эксперименте у генетически модифицированных мышей, в печени которых вырабатывалось больше APOA1, усилился перенос белка в мозг и уменьшились признаки болезни Альцгеймера. Янг заявил, что заболевание может начинаться не исключительно внутри мозга, а быть связано с нарушением линии снабжения, идущей от организма к мозгу.
Результаты позволяют рассматривать возможность лечения болезни Альцгеймера за счёт увеличения выработки защитных белков в других частях организма. По словам Янга, возможно, с болезнью удастся бороться за пределами мозга, восполняя утраченные им белки.
Исследователи предложили три возможных подхода: увеличивать выработку защитных белков в таких органах, как печень; использовать естественную систему наведения барьера, чтобы направлять препараты к конкретным клеткам мозга; а также разрабатывать системы доставки нового поколения, использующие механизм переноса барьера для доставки лекарств в мозг.
Янг отметил, что исследование позволило составить карту белков, необходимых мозгу и поступающих из организма, а также системы их переноса. Он выразил надежду, что эти данные помогут создать новые методы лечения болезни Альцгеймера и системы нового поколения для доставки лекарств в мозг.
Исследование находится на ранней стадии и пока проводилось только на мышах. Неизвестно, происходят ли аналогичные нарушения переноса белков у людей с болезнью Альцгеймера и способно ли восстановление этой системы предотвратить заболевание или замедлить его развитие. Исследование также не доказывает, что нарушение снабжения белками является первоначальной причиной болезни Альцгеймера: Янг представил это как предположение, а не установленный вывод.
