Possibile nuovo piano di attacco per aprire e chiudere la barriera emato - encefalica

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Possibile nuovo piano di attacco per aprire e chiudere la barriera emato-encefalica 14 maggio 2014 da Stephanie Dutchen In utero tracciante fegato embrionale metodo di iniezione; fenestrato vascolare epatico abilitato rapida diffusione del tracciante nella circolazione embrionale. Credit: Nature, doi: 10.1038 / natura 13324 Come un buttafuori in un nightclub esclusivo, la barriera emato-encefalica consente solo selezionare le molecole di passare dal flusso sanguigno nel fluido che bagna il cervello. Nutrienti vitali entrare in; tossine e agenti patogeni sono bloccati. La barriera assicura inoltre che i prodotti di scarto vengono filtrati del cervello e portata via. La barriera emato-encefalica aiuta a mantenere l'ambiente delicato che permette al cervello umano di prosperare. C'è solo un problema: La barriera è così esigenti, che non lascerà i farmaci passano attraverso. I ricercatori non sono stati in grado di convincere per aprire perché non sanno abbastanza su come le forme di barriera o funzioni. Ora, un team della Harvard Medical School ha individuato un gene nei topi, Mfsd2a, che può essere responsabile per la limitazione della permeabilità della barriera, e la molecola che produce, Mfsd2a, funziona in modo pochi ricercatori si aspettavano. "In questo momento, il 98 per cento di gs piccole molecole e il 100 per cento di gs grandi molecole e anticorpi non riescono ad attraversare la barriera emato-encefalica", ha detto Chenghua Gu, professore associato di neurobiologia presso HMS e autore senior dello studio. "Meno dell'1 per cento di prodotti farmaceutici anche cercare di indirizzare la barriera, perché non sappiamo che cosa gli obiettivi sono. Mfsd2a potrebbe essere uno." La maggior parte dei tentativi di capire e manipolare la funzione di barriera emato-encefalica si sono concentrati su giunzioni strette, sigilli che impediscono tutti, ma poche sostanze da spremitura tra le cellule di barriera. Gu e il suo team hanno scoperto che Mfsd2a sembra interessare invece un secondo meccanismo barriera attraversamento che ha ricevuto molta meno attenzione, transcitosi, un processo in cui le sostanze sono trasportate attraverso le cellule barriera in bolle chiamati vescicole. Transcitosi si verifica spesso in altri parti del corpo, ma è normalmente soppresse alla barriera emato-encefalica. Mfsd2a può essere uno dei soppressori. "E 'eccitante, perché questa è la prima molecola identificata che inibisce transcitosi", ha detto Gu. "Si apre un nuovo modo di pensare a come progettare le strategie per fornire gs al sistema nervoso centrale." Perché Mfsd2a ha un equivalente umano, bloccando la sua attività nella gente potrebbe consentire ai medici di aprire la barriera emato-encefalica brevemente e in modo selettivo per far entrare gs per il trattamento di condizioni di pericolo di vita, come i tumori cerebrali e le infezioni. Al contrario, perché i ricercatori hanno cominciato a collegare emato-encefalica degradazione barriera a diverse malattie del cervello, aumentando Mfsd2a o Mfsd2a potrebbe consentire ai medici di rafforzare la barriera e forse alleviare malattie come, la sclerosi laterale amiotrofica di Alzheimer (SLA) e la sclerosi multipla. I risultati possono anche avere implicazioni per altre zone del corpo che si basano su transcitosi, come la retina e il rene. Lo studio è stato pubblicato 14 maggio a Nature. Torna all'inizio Come biologi dello sviluppo, Gu ei suoi colleghi hanno creduto a guardare la barriera si sviluppano in younganisms rivelerebbero molecole importanti per la sua formazione e la funzione. Il team ha introdotto una piccola quantità di colorante nel sangue di topi embrionale a diversi stadi di sviluppo e guardò se è trapelato attraverso le pareti dei capillari dei cervelli dei topi, suggerendo che la barriera emato-encefalica non si era ancora formata, o Siamo stati contenuta all'interno dei capillari, che indica che la barriera è stata facendo il suo lavoro. Questo ha permesso loro di definire una finestra temporale in cui la barriera è stata in costruzione. Il team è stato in grado di fare questo elaborando una nuova tecnica di iniezione di tintura. I ricercatori che studiano ematoencefalica perdite barriera adultanisms possono iniettare colorante direttamente nei vasi sanguigni, ma i capillari di embrioni sono troppo piccoli e delicati. Invece, i ricercatori iniettano tipicamente colorante nel cuore. Tuttavia, secondo Gu, questo può aumentare la pressione sanguigna e capillari cerebrali scoppio, il che rende difficile dire se la perdita è dovuta alla barriera ematoencefalica immaturità o il procedimento di tintura stesso. Lei e il suo team ha utilizzato le competenze di biologia theirvascular per identificare un sito di iniezione alternativo che permetterebbe di evitare tali artefatti: il fegato. "Questo ci ha permesso di fornire la prova definitiva che la emato-encefalica Barrières in gioco durante lo sviluppo embrionale", ha detto Ayal Ben-Zvi, un ricercatore post-dottorato nel laboratorio Gu e primo autore dello studio. "Che cambia la nostra comprensione dello sviluppo del cervello stesso." Modello Telltale Ora che sapevano quando la barriera formata nei topi, le cellule-le endoteliali teampared cellule che rivestono le pareti dei vasi sanguigni e contribuire a formare la barriera sanguigna del cervello-da vasi sanguigni periferici e corticali (cervello) navi e cercavano differenze di espressione genica . Hanno fatto un elenco di geni che sono stati espressi solo nelle cellule endoteliali corticali. Da thatlist, hanno convalidato una dozzina Invivo. La squadra potrebbe hanno studiato uno dei geni prima, ma erano più incuriositi dalla Mfsd2a a causa del suo pattern di espressione. Oltre ad essere attivato in vasi cerebrali, è stato attivo nella placenta e testicoli, due otherans che hanno funzioni ad ostacoli. Inoltre, il gene è condivisa tra vertebrateanisms che hanno barriere emato-encefalica, compresi gli esseri umani. Gu e il team ha poi condotto esperimenti in topi che non avevano il gene Mfsd2a. Essi hanno scoperto che, senza Mfsd2a, la barriera emato-encefalica trapelato (anche se non ha impedito gli stessi vasi sanguigni di formare in primo luogo). La domanda successiva è stata il motivo. "Ci siamo concentrati su due caratteristiche fondamentali: giunzioni strette tra le cellule, che vietano passaggio delle molecole solubili in acqua e transcitosi che accade tutto il tempo in vasi periferici, ma molto poco nei vasi corticali", ha detto Gu. "Abbiamo trovato il risultato sorprendente che Mfsd2a regola transcitosi senza influire giunzioni serrate. Questo è emozionante perché concettualmente si dice questa funzionalità in precedenza incompreso può essere ancora più importante di giunzioni strette." "All'inizio stavamo guardando giunzioni strette, perché anche noi sia stato parziale dal campo", ha detto Ben-Zvi, che inizierà il suo laboratorio alla fine di quest'anno presso l'Università Ebraica di Jsalem. "Non siamo stati trovando nulla sui microscopio elettronico, anche se sapevamo vasi trapelato. Poi abbiamo notato c'erano tonnellate di vescicole. "Ciò dimostra davvero che se si fa scienza sistematica e vedere qualcosa di strano, non si dovrebbe respingerlo, perché forse è quello che stai cercando." Prossimi passi Il team ha anche iniziato a studiare la relazione tra le cellule corticali endoteliali e un altro collaboratore della barriera emato-encefalica, cellule chiamate periciti. Finora, hanno scoperto che periciti regolano Mfsd2a. Avanti, vogliono imparare che cosa esattamente i periciti stanno dicendo le cellule endoteliali da fare. Altri lavori futuri nel laboratorio di Gu prevede prove la dozzina di altri potenziali attori molecolari e cercando di mettere insieme il entirework che regola transcitosi nella barriera emato-encefalica. "Oltre a Mfsd2a, ci possono essere più di altre molecole della lista che sarà buoni obiettivi g", ha detto Gu. "La chiave qui è che stanno guadagnando strumenti per manipolare transcitosi in entrambi i casi:. Apertura o serraggio" Importante come le molecole stesse, ha aggiunto, è il concetto. "Spero che personalmente persone nel campo barriera emato-encefalica prenderà in considerazione il paradigma-shifting mente che transcitosi potrebbe essere mirata o modulata", ha detto Ben-Zvi. Una migliore comprensione e potenzialmente in grado di manipolare-le basi molecolari di transcitosi potrebbero essere di aiuto nello studio e nella cura delle malattie nei tessuti al di là del cervello, dagli intestini assorbono nutrienti ai reni rifiuti filtraggio. Essere in grado di aprire e chiudere la barriera emato-encefalica promette anche di beneficiare della ricerca di base, permettendo agli scienziati di studiare come anormale formazione barriera colpisce lo sviluppo del cervello e ciò che il rapporto può essere tra la barriera e il deterioramento delle malattie. Maggiori informazioni: Carta: Mfsd2a è fondamentale per la formazione e la funzione della barriera emato-encefalica, dx. doi / 10.1038 / nature13324 Fornito da: Harvard Medical School Esplorare ulteriormente Ematoencefalica blocchi barriera Ed da cellule staminali umane La barriera emato-encefalica - il filtro che governa ciò che può e cannote in contatto con il cervello dei mammiferi - è una meraviglia della natura. Si separa efficacemente sangue circolante dal liquido che bagna il cervello. Barriera emato-encefalica meno permeabili nei neonati che negli adulti dopo ictus acuto La possibilità per le sostanze di passare attraverso la barriera emato-encefalica è aumentato dopo l'ictus adulti, ma non dopo ictus neonatale, secondo un nuovo studio UCSF che sarà pubblicato il 11 luglio sul Journal of Neuroscience. Nano g attraversa barriera ematoencefalica tumore, rivolge le cellule tumorali del cervello e vasi sanguigni (Phys) - Un g sperimentale in sviluppo precoce per i tumori cerebrali aggressivi possono attraversare la barriera emato-encefalica tumore e uccidere le cellule tumorali e bloccare la crescita dei vasi sanguigni tumorali, secondo un recente studio condotto. Nuovo metodo per trasportare efficientemente anticorpi attraverso la barriera emato-encefalica segnalato Oggi la rivista scientifica Neuron ha pubblicato risultati sul Roche-progettato la tecnologia Cervello navetta che trasferisce in modo efficace gli anticorpi di sperimentazione dal sangue attraverso la barriera emato-encefalica (BBB) ​​nel cervello. Studio ID nuova causa di sanguinamento cerebrale subito dopo l'ictus