Кров'яно-мозковий бар'єр - це потужна структура, яка контролює, хто може потрапити в наш мозок, а хто ні.

Але нове дослідження, опубліковане в журналі Cell, пропонує нові погляди на те, як цей бар'єр може впливати на здоров'я мозку.

Результати можуть допомогти в пошуку нових способів лікування хвороби Альцгеймера.

«Протягом століття ми вважали, що кров'яно-мозковий бар'єр - це просто фізичний бар'єр, який захищає мозок від токсинів», - говорить старший автор дослідження, біоінженер Ендрю Янг з Інституту Гладстона в Сан-Франциско.

«Ми виявляємо, що це інтелектуальний інтерфейс, який відбирає правильні білки з крові і доставляє їх до потрібних типів клітин у мозку. Здоров'я мозку залежить від цього складного молекулярного постачання з організму».

У статті наведено атлас 92 різних білків, які були перенесені через кров'яно-мозковий бар'єр у мозку мишей, з 861 білка, які відстежували дослідники.

Коли певні білки потрапляли в мозок, їх направляли до специфічних типів клітин мозку, де вони, здається, беруть участь у важливих процесах.

«Ми вважаємо, що білки крові є посланцями, які передають сигнали з віддалених частин тіла, і клітини кров'яно-мозкового бар'єру імпортують лише ті, які дійсно потрібні мозку», - говорить нейробіолог Хаоюе Чжоу з лабораторії Янга.

«Але це лише початок історії».

Кров'яно-мозковий бар'єр відомий як жертва хвороби Альцгеймера, фізично руйнуючись у міру прогресування симптомів.

Чи може маловивчена роль кров'яно-мозкового бар'єру у доставці білків до клітин мозку мати відношення до хвороби Альцгеймера?

Янг і його команда підозрюють, що так.

Білок, що походить з печінки, APOA1, був направлений до астроцитів, зіркоподібних клітин, які виконують кілька важливих функцій у мозку. Прибуття APOA1 до астроглій активує шлях, що бере участь у підтримці здорових нейронних зв'язків.

Раніше дослідження показали, що ризик хвороби Альцгеймера зростає, коли цей шлях не працює.

Ще один білок з печінки, альфа-1 антитрипсин, потрапляє до мікроглії, які є основними імунними клітинами мозку. У здорових мишей мікроглії, які поглинали більше цього білка, зазвичай виявляли більше генів, пов'язаних з нейродегенерацією.

«Перед тим, як бар'єр почне пропускати шкідливі білки в мозок, він перестає пропускати корисні», - говорить Чжоу.

«Постачання мозку з організму починає давати збій».

Дослідники вивчали, як білки, що проходять через кров'яно-мозковий бар'єр, відрізнялися у мишей, які були генетично модифіковані для моделювання симптомів, схожих на хворобу Альцгеймера (особливо амілоїдних бляшок), у порівнянні зі здоровими мишами.

У мишей-моделей Альцгеймера рівень APOA1 у мозку був знижений; поглинання альфа-1 антитрипсину збільшилося.

Деяким мишам потім була проведена генна терапія, націлена на печінку, щоб збільшити кількість APOA1, яку їх печінка виробляла.

Ця модифікація призвела до покращення рівня APOA1 у мозку. І незважаючи на їх генетичну приреченість, миші показали менше ознак хвороби Альцгеймера.

«Хвороба Альцгеймера може не починатися повністю в мозку; вона може починатися, коли постачання мозку з організму переривається», - говорить Янг.

«Якщо це так, ми можемо боротися з цією хворобою ззовні, відновлюючи те, що мозок втратив».

Важливо пам'ятати, що оскільки це дослідження проводилося на мишах, те ж саме може не обов'язково стосуватися людей.

Ми маємо багато спільної еволюційної історії з мишами, тому є багато схожостей у тому, як працюють наші тіла. Але також є багато важливих відмінностей.

«Загальна застосовність до інших неврологічних розладів і до людей ще має бути встановлена, а видові відмінності в експресії рецепторів BBB, складі плазми та властивостях бар'єру можуть ще більше обмежити екстраполяцію», - зазначають дослідники.

Крім того, модель Альцгеймера на мишах є лише моделлю. Багато результатів, отриманих на основі цих моделей, не були добре перенесені на людських пацієнтів.

І оскільки модель в основному спирається на генетичні фактори, пов'язані з бляшками, асоційованими з хворобою Альцгеймера, вона може пропустити інші фактори, що беруть участь у розвитку хвороби.

Ще багато досліджень потрібно провести, перш ніж ми дізнаємося, чи можуть ці результати насправді перетворитися на людські лікування для хвороби Альцгеймера та інших захворювань мозку, але Янг оптимістично налаштований.

«Тепер у нас є карта білків, які мозок потребує з організму, і транспортної системи, яка їх доставляє», - говорить він.

«Ми раді перевести цей план у нові терапії для хвороби Альцгеймера, які працюють ззовні, і в нове покоління транспортних засобів для кров'яно-мозкового бар'єру, щоб доставляти потужні ліки в мозок».

Дослідження було опубліковане в Cell.