Исследование на мышах выявило новый метод разблокировки гематоэнцефалического барьера

Кровяно-мозговой барьер действует как граница безопасности для мозга, играя жизненно важную роль в защите нежных нейронов внутри. Однако его строгий пропускной режим может стать проблемой, когда речь идет о доставке лекарств для лечения заболеваний мозга.

В течение многих лет ученые пытались найти способ дать медицинским препаратам паспорт для пересечения гематоэнцефалического барьера, и новое исследование описывает один из самых многообещающих подходов: способ управления барьером на молекулярном уровне.

Недавно разработанное антитело способно открывать гематоэнцефалический барьер на несколько часов, что дает возможность доставлять лекарства. В конечном итоге это может облегчить лечение таких неврологических заболеваний, как болезнь Альцгеймера и рассеянный склероз.

"Мы впервые выяснили, как управлять гематоэнцефалическим барьером с помощью молекулы", - говорит физиолог Энн Эйхман из Йельского университета.

Для этого исследователи задействовали так называемый сигнальный путь Wnt. Он регулирует несколько важных клеточных процессов, и в данном исследовании эта коммуникационная сеть была использована для разблокировки гематоэнцефалического барьера.

Ключевой в этом процессе была молекула Unc5B, которая участвует в регулировании обмена между кровеносными сосудами и окружающими тканями. Эксперименты показали, что при удалении этого рецептора у мышей, они погибали как эмбрионы, потому что их васкулатура (сеть кровеносных сосудов) не развивалась должным образом.

Более того, удаление Unc5B также снизило уровень белка под названием Claudin-5, который жизненно важен для создания соединений гематоэнцефалического барьера, что позволяет предположить, что Unc5B может играть определенную роль в открытии барьера, достаточного для проникновения лекарств.

Испытания на взрослых мышах показали, что отсутствие Unc5B действительно приводит к открытию гематоэнцефалического барьера. Затем исследователи нашли путь к лиганду Netrin-1 - связывающему веществу, которое контролирует эффективность Unc5B. Наконец, было разработано антитело, блокирующее Netrin-1 и нарушающее путь Wnt.

"Это было довольно увлекательное путешествие, особенно разработка наших блокирующих антител", - говорит биолог и ведущий автор исследования Кевин Бойе, также из Йельского университета. "И мы увидели, что можем открыть гематоэнцефалический барьер в очень чувствительное время, чтобы способствовать доставке лекарств".

Первоначально открытый у червей, Unc5B ранее не был связан с функцией сигнального пути Wnt подобным образом, и это захватывающее событие, учитывая его потенциал для обеспечения доставки лекарств для всех видов заболеваний, связанных с мозгом.

Однако работа еще впереди. Эффективность антитела еще предстоит проверить, и исследователи также будут следить за токсичностью и побочными эффектами, которые могут осложнить доставку лекарств таким способом.

В дальнейшем команда надеется, что их результаты могут помочь в совершенствовании химиотерапии раковых опухолей в головном мозге. Это же антитело может иметь потенциал для использования в других областях центральной нервной системы.

"Это открывает путь к более интересным фундаментальным исследованиям о том, как организм строит такой плотный барьер для защиты нейронов и как им можно манипулировать в целях доставки лекарств", - говорит Эйхман.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.