27 мая 2019, понедельник, 14:40
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

01 октября 2014, 15:43

В мозг через барьер

3D-модель гемато-энцефалического барьера
3D-модель гемато-энцефалического барьера
Ben Brahim Mohammed/Wikimedia Commons

В последнем номере журнала Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism вышла статья, авторам которой удалось существенно продвинуться в решении задачи о доставке лекарств в головной мозг.

Для лечения многих болезней важно, чтобы лекарство попадало в головной мозг. В первую очередь, речь идет об опухолях головного мозга и о метастазах других опухолей в мозг, но также, например, и об эпилепсии.

Мешает этому гемато-энцефалический барьер. В процессе эволюции объем головного мозга рос, и ему требовалось все более интенсивное кровоснабжение. У человека масса мозга составляет всего 2% от массы тела, но при этом мозг потребляет 20% от всего кислорода, потребляемого организмом. Собственных запасов питательных веществ у мозга тоже почти нет. При этом очень важно поддерживать оптимальные для работы мозга условия вроде концентрации электролитов, pH и других веществ, не пропускать активные вещества вроде нейромедиаторов, циркулирующих в крови, не говоря уже о патогенах или клетках иммунной системы. Этим и занят гемато-энцефалический барьер: он пропускает из крови в мозг только необходимое и препятствует проникновению всего остального.

Фактически гемато-энцефалический барьер состоит из эндотелиальных клеток, выстилающих изнутри сосуды головного мозга. Между эндотелиальными клетками существуют так называемые плотные контакты, которые не дают нежелательным веществам проникать в мозг, минуя эндотелиальные клетки.

Ключевую роль в работе гемато-энцефалического барьера играет P-гликопротеин (пэ-гликопротеин, permeability glycoprotein). P-гликопротеин – это АТФ-зависимый транспортный белок, который выкидывает из клетки наружу все подозрительное. Он существует даже у бактерий. Такие белки одновременно связывают молекулу, которую должны транспортировать, и молекулу АТФ. Потом молекула АТФ расщепляется до АДФ и фосфата, а энергия, которая при этом высвобождается, идет на смену пространственной структуры белка. Структура меняется так, что транспортируемое вещество оказывается снаружи клетки. P-гликопротеин может транспортировать довольно широкий спектр веществ. Таких белков много в мембранах клеток, выстилающих внутренности желудочно-кишечного тракта, в мочевыводящих путях. Ну и, конечно, в эндотелиальных клетках головного мозга.

Именно активность P-гликопротеина приводит к тому, что многие лекарства не попадают внутрь, к мозгу, или попадают, но в слишком низкой концентрации. Было бы удобно, если бы на некоторое непродолжительное время (если на продолжительное – могут возникнуть куда более серьезные проблемы), одновременно с приемом лекарства можно было бы инактивировать P-гликопротеин. Для этого надо было понять, каковы механизмы его регуляции.

В работе было показано, что активность соответствующего гена регулируется сигнальным путем Wnt. Это разветвленный и сложный сигнальный путь, управляющий многими процессами в организме, связанными с ростом, размножением и дифференцировкой клеток. Оказалось, что ингибирование некоторых белков, участвующих в сигнальном пути Wnt приводит к уменьшению числа P-гликопротеинов в мембране клеток и росту проницаемости барьера.

Все эксперименты в этой работе проводились только in vitro, на клеточных культурах. Для этого брались специальные сосуды с двойным дном. На самое нижнее дно сажались клетки опухоли мозга – глиобластомы. На проницаемое для небольших молекул дно повыше – эндотелиальные клетки сосудов головного мозга. Затем к клеткам добавлялось вещество под кодовым названием Y27632, ингибирующее белок, участник сигнального пути Wnt. После этого авторы проверяли, насколько хорошо вещество доксорубицин – один из потенциальных химиотерапевтических препаратов проникает к клеткам глиобластомы. Добавление ингибитора приводило к заметному улучшению проникновения лекарства через барьер, его накоплению в клетках опухоли и остановке опухолевого роста.

Хорошая новость заключается в том, что уже существует одобренный к применению препарат фасудил – аналог Y27632. Он применяется для улучшения кровообращения, например, после ишемического и геморрагического инсультов, а также легочной гипертензии. Это означает, что на клинические испытания и получения разрешения для применения нового метода лечения против опухолей мозга можно будет потратить гораздо меньше времени, чем обычно. Кроме того, получение такого разрешения, вероятно, будет облегчено небогатым выбором альтернативы и довольно неблагоприятными прогнозами при опухолях мозга. Так что есть надежда, что уже в самое ближайшее время этот новый фрагмент знания о человеческой природе поможет спасти чью-то жизнь.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ Марс Металлургия Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Юпитер акустика антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты киты климатология комета кометы компаративистика космос культура лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство школа экология эпидемии эпидемиология этология язык Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса глобальное потепление грипп информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция финансовый рынок черные дыры эволюция эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129090, г. Москва, Проспект Мира, дом 19, стр.1, пом.1, ком.5
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2019.