Ученые из Университета ветеринарной медицины Ганновера и Ганноверской медицинской школы описали новый механизм транспорта веществ сквозь гематоэнцефалический барьер. Исследователи надеются на новый подход к контролю поглощения веществ в мозг.
Гематоэнцефалический барьер предотвращает попадание вредных веществ в мозг из окружающей среды или из пищи. Но его функциональность также может быть проблемой — например, когда лекарственные препараты не могут преодолеть барьер.
Гематоэнцефалический барьер защищает мозг двумя хорошо известными механизмами, как физическими, так и биохимическими. Физическими барьерами являются эндотелиальные клетки, которые выстраивают кровеносные сосуды в головном мозге изнутри. Они настолько тесно связаны, что потенциально опасные посторонние вещества в крови не достигают мозга между эндотелиальными клетками.
Тем не менее, некоторые сильно жирорастворимые посторонние вещества могут попадать из крови во внутреннюю часть эндотелиальных клеток и далее в ткань головного мозга путем диффузии. Транспортировка таких веществ ограничивает или препятствует гематоэнцефалический барьер: в мембране эндотелиальных клеток находятся транспортные молекулы, которые возвращают клетки обратно в кровь.
Транспорт веществ в лизосомы
Третий, ранее неизвестный механизм гематоэнцефалического барьера, открыли исследователи из Ганновера, когда они проводили анализ действия доксорубицина на клетки при раке. Вещества, которые транспортировались во внутрь эндотелиальной клетки, не возвращались транспортными молекулами, но были замещены везикулами (лизосомами) в клетке.
«Мы предполагаем, что образование барьерного тела является способом гематоэнцефалического барьера быстро реагировать на очень высокие уровни посторонних веществ», — комментирует Вольфганг Лешер, директор Института фармакологии, токсикологии и фармации Ветеринарного фонда Университет Ганновера.
Эти лизосомы переносятся на поверхность эндотелиальной клетки, где они собираются и сливаются и образовывают соединения. В крови находятся иммунные клетки — нейтрофильные гранулоциты, которые поглощают и уносят эти соединения, включая посторонние вещества.
«Мы предполагаем, что образование барьерного тела является способом гематоэнцефалического барьера быстро реагировать на очень высокие концентрации посторонних веществ», — говорит Вольфганг Лешер.
В своем открытии исследователи попытались обойти гематоэнцефалический барьер. Им удалось ингибировать образование барьерных тел различными веществами. «Мы надеемся найти новый способ улучшить лечение опухолей головного мозга», — сказал Хасан Наим, директор Института физиологической химии Ветеринарного колледжа.
