ИСТОРИЯ МЕДИЦИНЫ

Выявлены сотни молекул, отвечающие за целостность барьера между мозгом и кровотоком

Немецкие молекулярные биологи обнаружили примерно 140 коротких белковых молекул, которые играют важную роль в поддержании целостности гематоэнцефалического барьера (ГЭБ), отделяющего кровеносную систему от тканей мозга. Открытие поможет в поиске причин воспалений мозга, сообщила пресс-служба Боннской университетской клиники (UKB).

"Исследователи впервые детально изучили химический состав молекул, которые вырабатывают клетки гематоэнцефалического барьера. В результате этого им удалось выявить уникальный набор из 140 молекул, которые взаимодействуют с ферментами MMP-2 и MMP-9, играющими важную роль как в поддержании целостности ГЭБ, так в развитии сбоев в его работе", - говорится в сообщении.

К такому выводу пришла группа немецких молекулярных биологов под руководством Лидии Сорокиной, профессора UKB, в ходе экспериментов с культурами клеток ГЭБ, у части которых были удалены гены, отвечающие за выработку ферментов MMP-2 и MMP-9. Ученые извлекли все белки из этих телец, изучили их состав и сравнили их между собой, что позволило им выявить те молекулы, которые взаимодействовали с этими двумя ферментами.

В общей сложности ученым удалось выявить 119 различных пептидов, которые взаимодействовали с белком MMP-9, а также 21 молекулу, которые вступали в реакции с ферментом MMP-2. Все эти вещества были так или иначе связаны с поддержанием целостности ГЭБ, в том числе они участвовали во взаимодействиях клеток барьера друг с другом, а также помогали им связываться с так называемым внеклеточным матриксом, полимерным "каркасом", к которому крепятся клетки ГЭБ.

Последующие опыты и наблюдения показали, что выработка многих из этих молекул, в том числе белков из класса кадгеринов, а также пептидов VCAM-1, NCAM1 и AGRN, заметным образом нарушается при развитии энцефаломиелита, рассеянного склероза и прочих болезней нервной системы, сопровождающихся проникновением иммунных клеток через ГЭБ.

Некоторые из этих белков, как обнаружили ученые, играли важную роль не только в поддержании целостности ГЭБ, но и во взаимодействиях между нейронами и астроцитами, вспомогательными клетками нервной системы. Последующее изучение функций этих пептидов поможет понять, какую роль они могут играть в развитии болезней мозга, связанных с нарушением целостности барьера между кровотоком и ЦНС, отметили авторы.

Барьер между мозгом и кровотоком

ГЭБ представляет собой систему, которая отделяет мозг от кровеносной системы. Она пропускает через себя только питательные вещества, отходы жизнедеятельности, небольшие сигнальные молекулы и некоторые типы иммунных клеток. Это защищает мозг от большинства известных инфекций и многих токсинов, тогда как нарушение целостности ГЭБ часто приводит к развитию воспалений мозга и других тяжелых последствий для пациента.

С другой стороны, ГЭБ не позволяет многим лекарствам проникать внутрь тканей мозга, что сильно ограничивает их применимость. Обе этих особенности барьера между нервной системой и кровотоком заставляют биологов и медиков активно изучать его работу и искать методы его укрепления, а также избирательного обхода этого препятствия при приеме лекарств.

По материалам сайта ТАСС