Naprawa nieszczelnej bariery krew-mózg może odmłodzić funkcjonowanie mózgu
Nowe badania na myszach kwestionują pogląd, że „nie można nauczyć starego psa nowych sztuczek”. Odpowiedzią może być zachowanie bariery krew-mózg, która z wiekiem zaczyna przeciekać.
Bariera krew-mózg to złożony zestaw cech naczyń krwionośnych, które pomagają chronić mózg przed potencjalnie szkodliwymi substancjami w krwiobiegu.
W niedawnym Science Translational Medicine W badaniu naukowcy opisują, w jaki sposób zniszczenie bariery krew-mózg może wywołać stan zapalny mózgu i zaburzenia funkcji poznawczych u starzejących się myszy.
Międzynarodowy zespół odkrył, że rozpad bariery krew-mózg aktywuje białko sygnalizacyjne w komórkach mózgowych zwane astrocytami.
Następnie naukowcy opracowali i przetestowali lek, który blokował białko sygnalizacyjne o nazwie transformujący czynnik wzrostu-beta (TGF-beta).
Po leczeniu lekiem myszy wykazywały mniej objawów zapalenia mózgu i lepszą zdolność uczenia się nowych zadań, które odpowiadały wynikom znacznie młodszych myszy.
„Zwykle myślimy o starzejącym się mózgu w taki sam sposób, jak myślimy o neurodegeneracji: wiek wiąże się z utratą funkcji i martwymi komórkami” - mówi współautorka badania Daniela Kaufer, profesor biologii integracyjnej na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley.
„Ale nasze nowe dane opowiadają inną historię o tym, dlaczego starzejący się mózg nie funkcjonuje dobrze: dzieje się tak z powodu tej„ mgły ”ładunku zapalnego” - dodaje.
Prof. Kaufer wyjaśnia, że w ciągu kilku dni od zniesienia „zapalnej mgły” starzejący się mózg zaczyna funkcjonować bardziej jak młody mózg.
Odkrycia powinny pomóc naukowcom lepiej zrozumieć spadek funkcji mózgu obejmujący stan zapalny, który może towarzyszyć starzeniu się i stanom, takim jak demencja.
Badanie zapalnej mgły
Coraz więcej badań - w tym badania obrazowe prowadzone przez Alona Friedmana z Ben-Gurion University of the Negev w Izraelu i Dalhousie University w Kanadzie - pokazuje, że wraz z wiekiem bariera krew-mózg staje się mniej skuteczna.
Im bardziej nieszczelna staje się bariera krew-mózg, tym łatwiej jest substancjom powodującym stan zapalny przedostać się z krwiobiegu do tkanki mózgowej i uszkodzić komórki.
Kaufer i Friedman są także współautorami innej niedawnej książki Science Translational Medicine badanie, w którym przyjrzano się bliżej zapalnej mgle w nieszczelnych barierach krew-mózg.
Osoby z chorobą Alzheimera mogą często doświadczać epilepsji, ale oni i ich lekarze niekoniecznie są ich świadomi.
Postępujący wiek jest czynnikiem ryzyka zarówno choroby Alzheimera, jak i epilepsji, a dane eksperymentalne i kliniczne potwierdzają ideę związku między tymi dwoma schorzeniami.
W drugim badaniu zespół przeanalizował odczyty EEG osób z chorobą Alzheimera i znalazł sygnaturę EEG dla tego, co określają jako „napadowe zdarzenia wolnofalowe (PSWE)”.
Na podstawie EEG widzieli, jak częstość PSWE zdawała się odpowiadać poziomowi upośledzenia funkcji poznawczych osobników.
W EEG osób z padaczką odkryli, że PSWE występujące między napadami odpowiadały obszarom nieszczelnej bariery krew-mózg. Znaleźli to samo dopasowanie u starszych myszy, myszy podatnych na chorobę Alzheimera i szczurów z indukowaną padaczką.
TGF-beta i albumina
Dodatkowe testy przeprowadzone na młodych szczurach wykazały, że możliwe jest osłabienie bariery krew-mózg poprzez wprowadzenie albuminy białkowej do mózgu. Doprowadziło to do wyższego wskaźnika PSWE.
We wcześniejszych badaniach Friedman i Kaufer wykazali, że albumina może wyciekać do mózgu po urazie. Białko przyłącza się do receptora TGF-beta astrocytów.
Wiążąc się z receptorami TGF-beta astrocytów, białko uruchamia łańcuch stanów zapalnych, które uszkadzają komórki i obwody mózgowe.
Uszkodzenie zwiększa prawdopodobieństwo napadów, zaburzając równowagę między pobudzeniem a hamowaniem neuronów.
Zespół stwierdza, że odkrycia wskazują na nieszczelną barierę krew-mózg jako potencjalną przyczynę niekonwulsyjnych napadów padaczkowych u osób z chorobą Alzheimera. Może również stanowić potencjalny cel leczenia.
Biomarkery dla osłabionych barier krew-mózg
Naukowcy sugerują, że te dwa zestawy odkryć oferują dwa nowe biomarkery, które mogą pomóc lekarzom w identyfikacji osób, które mogą mieć problem z barierą krew-mózg: jeden wykorzystujący MRI (który może wykryć nieszczelne bariery), a drugi wykorzystujący EEG (który może wykryć nieprawidłowe rytmy mózgowe).
Istnieją również możliwości opracowania leku, którego używali jako sposobu na naprawę nieszczelnej bariery krew-mózg, aby spowolnić, a być może nawet odwrócić niektóre problemy, które może powodować.
„Mamy teraz dwa biomarkery, które dokładnie informują, gdzie przecieka bariera krew-mózg, dzięki czemu można wybierać pacjentów do leczenia i podejmować decyzje dotyczące czasu podawania leku.”
Prof. Daniela Kaufer
Eksperci komentujący te dwa badania generalnie z zadowoleniem przyjmują odkrycia, ale ostrzegają przed wyciąganiem wniosków, że opisują one sposoby odwrócenia demencji u ludzi.
„Ogólnie”, zauważa Diego Gomez-Nicola, profesor neurobiologii na Uniwersytecie w Southampton w Wielkiej Brytanii, „badania te wzbogacają wiedzę wspierającą wpływ zapalenia na demencję i zapewniają obiecujące cele dla przyszłych badań klinicznych . ”
