Bol identifikovaný genetický signál kontrolujúci hematoencefalickú bariéru
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 28. 7. 2023
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Nový výskum na myšiach a zebričkách odhalil genetický signál potrebný na vytvorenie a udržanie hematoencefalickej bariéry. Tento objav by mohol vedcom umožniť kontrolovať priepustnosť bariéry a poskytnúť účinnejší spôsob dodávania liekov do mozgu na liečbu mŕtvice, neurodegeneratívnych a psychiatrických ochorení a rakoviny.
Hematoencefalická bariéra (ďalej len ako HEB) je pevne previazaný systém špecializovaných buniek, ktorý vytvára vrstvenú polopriepustnú membránu, ktorá slúži na dvojaký účel. Chráni pred toxínmi alebo patogénmi, ktoré sa dostávajú do mozgu z krvného obehu, a zároveň prepúšťa životne dôležité živiny.
Ochranná funkcia HEB však môže brániť účinnému dodávaniu liekov do mozgu na liečbu rakoviny, mŕtvice alebo neurodegeneratívnych ochorení, ako je Parkinsonova alebo Alzheimerova choroba. V priebehu rokov boli vyvinuté rôzne metódy na zvýšenie priepustnosti HEB, aby sa umožnilo podávanie liečiv, vrátane použitia magnetických nanočastíc, ultrazvuku a upravených tukových buniek.
Nová štúdia vedcov z Harvardovej lekárskej fakulty teraz identifikovala gén, ktorý produkuje signál potrebný na vývoj a udržiavanie HEB, a možno odhalila spôsob, ako kontrolovať priepustnosť bariéry.
Vedci už dlho vedeli, že priepustnosť HEB je riadená bunkami v okolitom prostredí, ale gény v týchto bunkách zostali neznáme. Až výskumníci v tejto štúdii začali skúmať HEB u zebričiek, ktoré začali na otázky odpovedať.
V predchádzajúcich štúdiách na zebričkách priesvitných vedci objavili gén s názvom mfsd2aa, ktorý po mutácii spôsoboval nepriechodnosť HEB v celom mozgu. U niektorých rýb však bola bariéra priepustná len v prednom a strednom mozgu, nie v zadnom mozgu.
„Toto pozorovanie ma priviedlo na cestu hľadania génu, ktorý spôsobuje regionálnu priepustnosť hematoencefalickej bariéry,“ povedala Natasha O'Brownová, hlavná autorka štúdie.
V aktuálnej štúdii vedci uskutočnili ďalšie experimenty na zebričkách a myšiach. Zistili, že regionálne špecifické narušenie HEB súvisí s mutáciou v géne spock1, ktorý je exprimovaný v nervových bunkách v celej sietnici, mozgu a mieche, ale nie v bunkách, ktoré tvoria HEB.
Pozorovali, že zvieratá s mutáciou spock1 mali viac vezikúl v endotelových bunkách, ktoré sú kľúčovou súčasťou HEB. Vezikuly sú membrány podobné bublinám, ktoré uchovávajú a prenášajú bunkové produkty a môžu prenášať veľké molekuly cez bariéru. Mali tiež menšiu bazálnu membránu, sieť proteínov, ktorá sa nachádza medzi endotelovými bunkami a pericyty, bunkami dôležitými pre tvorbu ciev a udržiavanie HEB.
Analýza RNA odhalila, že spock1 zmenil expresiu génov v endotelových bunkách a pericytoch v HEB, ale nie v iných typoch mozgových buniek. Keď sa do mozgov zebričiek vstrekol ľudský proteín Spock1, endotelové bunky a pericyty sa na molekulárnej úrovni opravili, čím sa obnovila približne 50 % funkcia HEB. Na základe tohto objavu vedci dospeli k záveru, že proteín spock1 produkovaný neurónmi iniciuje tvorbu HEB počas embryonálneho vývoja a pomáha ju udržiavať počas dospelosti.
„Spock1 je silný vylučovaný neurónový signál, ktorý je schopný podporovať a navodzovať bariérové vlastnosti týchto ciev; bez neho nezískate funkčnú hematoencefalickú bariéru,“ povedala O'Brownová. „Je to ako iskra na plynovom sporáku, ktorá dáva pokyn, aby sa zapol program bariéry“.
Vedci tvrdia, že ich štúdia poskytuje úplnejší obraz o priepustnosti HEB. Otvára dvere k vývoju terapeutík zameraných na spock1, ktoré by mohli zlepšiť liečbu neurodegeneratívnych porúch, ako sú Parkinsonova a Alzheimerova choroba, a psychiatrických porúch.
„Nie je to prvý nervový signál, ktorý vedci objavili, ale je to prvý signál z neurónov, ktorý podľa všetkého špecificky reguluje vlastnosti bariéry,“ povedala O'Brownová. „Myslím si, že to z neho robí účinný nástroj na pokusy o prepnutie spínača“.
Vedci sa budú ďalej zaoberať tým, ako sú signalizáciou spock1 ovplyvnené rôzne pericyty. A chceli by zistiť, či podávanie proteínu spock1 môže zabrániť účinkom mozgovej príhody na HEB. Štúdia bola nedávno uverejnená v magazíne Developmental Cell.
