Kwasy omega-3 odpowiadają za integralność bariery krew-mózg

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Kwasy omega-3 odgrywają kluczową rolę w podtrzymaniu integralności bariery krew-mózg, która chroni ośrodkowy układ nerwowy (OUN) przed krążącymi z krwią bakteriami, innymi patogenami czy toksynami.

Prof. Chenghua Gu i jej zespół z Harvardzkiej Szkoły Medycznej ustalili, że bariera krew-mózg (BKM) pozostaje zamknięta dzięki zahamowaniu transcytozy, czyli procesu transportu substancji z jednego bieguna komórki na drugi w pęcherzykach wewnątrzcytoplazmatycznych.

Amerykanie odkryli, że tworzenie pęcherzyków jest hamowane przez konkretny skład lipidowy komórek naczyń krwionośnych ośrodkowego układu nerwowego (chodzi o równowagę między kwasami omega-3 i innymi lipidami, podtrzymywaną przez białko transportowe Mfsd2a).

O ile bariera krew-mózg chroni OUN przed uszkodzeniem, o tyle utrudnia także dostarczanie leków do mózgu. Blokowanie aktywności Mfsd2a może więc być dobrą strategią leczenia np. udarów, nowotworów mózgu czy choroby Alzheimera.

Nasze badanie jako pierwsze pokazuje mechanizm molekularny, za pomocą którego w naczyniach krwionośnych OUN osiągana jest niska transcytoza, zapewniająca nieprzenikalność bariery krew-mózg. Nadal nie wiemy wielu rzeczy o regulacji BKM. Lepsze zrozumienie tych mechanizmów pozwoli manipulować barierą, by bezpiecznie i skutecznie dostarczać terapeutyki do mózgu.

Komórki śródbłonka (endoteliocyty) naczyń włosowatych BKM są połączone ze sobą strefami zamykającymi, które stanowią ścisłe złącza i nie mają szczelin, porów czy okienek. Oznacza to, że związki z osocza mogą pokonywać barierę śródbłonka wyłącznie na drodze transportu przezkomórkowego. W 2014 r. zespół Gu odkrył, że białko Mfsd2a, które występuje tylko w komórkach śródbłonka naczyń ośrodkowego układu nerwowego, hamuje transcytozę i jest krytyczne dla podtrzymania integralności bariery krew-mózg. Myszy pozbawione Mfsd2a cechował wyższy wskaźnik tworzenia pęcherzyków wewnątrzcytoplazmatycznych i przeciekająca BKM (działo się tak mimo obecności prawidłowych stref zamykających).

W ramach najnowszego studium Benjamin Andreone badał, jak Mfsd2a podtrzymuje barierę krew-mózg.

Mfsd2a to podstawowy mechanizm transportu do mózgu lipidów zawierających kwas dokozaheksaenowy (DHA), a więc kwas omega-3 występujący m.in. w algach i rybach odżywiających się algami. Amerykanie testowali myszy ze zmutowanym Mfsd2a, w którym substytucja pojedynczego aminokwasu znosiła zdolność transportu DHA. Wstrzyknięcie fluorescencyjnego barwnika pozwoliło zaobserwować przeciekającą BKM, a także wyższe wskaźniki formowania pęcherzyków wewnątrzcytoplazmatycznych i transcytozy. Wyglądało to tak samo, jak u gryzoni pozbawionych Mfsd2a.

Naukowcy porównali skład lipidowy endoteliocytów naczyń włosowatych mózgu i płuc (te 2. nie mają właściwości barierowych). Okazało się, że w komórkach śródbłonka mózgu poziom lipidów zawierających DHA jest ok. 2-5-krotnie wyższy.

Dodatkowe eksperymenty pokazały, że Mfsd2a hamuje transcytozę, tłumiąc powstawanie kaweoli - niewielkich wklęśnięć błony komórkowej endoteliocytów. Myszy z prawidłowym poziomem Cav-1 - białka potrzebnego do tworzenia kaweoli - ale pozbawione Mfsd2a miały nasiloną transcytozę i przeciekającą BKM. Gryzonie pozbawione zarówno Cav-1, jak i Mfsd2a miały niewielką transcytozę i nieprzenikalną barierę krew-mózg.

Sądzimy, że wciągając DHA w skład błony komórkowej, Mfsd2a tak zmienia jej skład, że nie sprzyja on powstawaniu tych specyficznych kaweoli - opowiada Andreone.

Obecnie zespół Gu testuje przeciwciała, które mogą czasowo blokować działanie Mfsd2a i sprawdza, czy pośredniczoną przez kaweole transcytozę da się pozyskać dla dostarczania leków przez BKM.

« powrót do artykułu