Un meccanismo per superare la barriera sangue-cervello / A mechanism to overcome the blood-brain barrier.

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

I vasi cerebrali sono avvolti da un fitto strato di cellule che lasciano filtrare dal sangue solo piccole molecole

The cerebral vessels are wrapped in a thick layer of cells that leave small molecules to be filtered out of the blood

L'impermeabilità della barriera ematoencefalica alla grande maggioranza delle molecole è legata anche al blocco di un meccanismo di trasporto delle sostanze, la transcitosi, che è invece attivo negli altri tessuti. La scoperta del gene che inibisce la transcitosi prospetta la possibilità di riattivare questo meccanismo quando sia necessario far arrivare al cervello farmaci.

Un inaspettato meccanismo che permette di controllare la permeabilità della barriera emato-encefalica è stato individuato da ricercatori della Harvard Medical School, che lo descrivono su “Nature”. La scoperta potrebbe avere significative ricadute per la terapia delle patologie cerebrali.

La barriera emato-encefalica è la struttura che seleziona le molecole che possono passare dal sangue al liquido cefalorachidiano che bagna il cervello. Essenziale per conservare il delicato ambiente che circonda questo organo, è un ostacolo formidabile ai farmaci che potendo raggiungere il cervello potrebbero curare infezioni o tumori. “Attualmente, il 98 per cento delle piccole molecole farmacologiche e il 100 per cento di quelle grandi e degli anticorpi non riesce ad attraversare la barriera emato-encefalica”, spiega Chenghua Gu, che ha diretto la ricerca.

I precedenti tentativi di manipolare il passaggio della barriera si erano concentrati sulle cosiddette giunzioni strette, strutture proteiche che sigillano gli interstizi fra cellule vicine e che lasciano filtrare solo poche specifiche molecole. Lavorando sui topi, Chenghua Gu e colleghi hanno però individuato un gene, chiamato Mfsd2a, che, solitamente silente, è invece attivo nelle cellule della membrana ematoencefalica. 

E' risultato che Mfsd2a inibisce un secondo meccanismo di trasporto delle molecole attraverso le barriere corporee, la transcitosi. Questo meccanismo - attivo in tutte le altre barriere che isolano altri organi, ma non in quella ematoencefalica - è un processo in cui le sostanze sono trasportate attraverso le cellule che formano la barriera grazie a vescicole in cui vengono inglobate. È il primo inibitore mai identificato per transcitosi, sottolinea Gu. “Si apre ora la possibilità di progettare nuove strategie 

per fornire farmaci al sistema nervoso centrale.”

Ma non solo. Dato che alcune malattie del cervello, come Alzheimer, sclerosi laterale amiotrofica (SLA) e sclerosi multipla, sembrano coinvolgere anche un parziale degrado della barriera ematoencefalica, il potenziamento dell'attività del gene Mfsd2a, potrebbe consentire ai medici di rafforzare la barriera, tornando a impedire l'accesso al cervello, per esempio, ad anticorpi indesiderati capaci di aggredire i neuroni.

Una migliore comprensione e la capacità di manipolare le basi molecolari della transcitosi potrebbe inoltre essere di aiuto nel trattamento di altre malattie che colpiscono anche tessuti differenti in cui la transcitosi ha un ruolo, come alcune patologie che interessano l'intestino, i reni e la retina.

ENGLISH

The impermeability of the hematoencephalic barrier to the vast majority of molecules is also linked to the blockage of a substance transport mechanism, transcitosis, which is active in other tissues. The discovery of the gene that inhibits transcitosis suggests the possibility of reactivating this mechanism when it is necessary to get brain drugs.

An unexpected mechanism for controlling the permeability of the blood-brain barrier has been identified by Harvard Medical School researchers who describe it as "Nature". Discovery could have significant repercussions for brain disease therapy.

The blood-brain barrier is the structure that selects the molecules that can pass from the blood to the cefalorachid fluid that baths the brain. Essential to preserve the delicate environment surrounding this organ is a formidable obstacle to drugs that can reach the brain can cure infections or tumors. "Right now, 98 percent of the small drug molecules and 100 percent of the big ones and the antibodies can not cross the blood-brain barrier," says Chenghua Gu, who directed the research.

Previous attempts to manipulate barrier passage focused on so-called narrow junctions, protein structures that seal interstices between nearby cells and leave only a few specific molecules to be filtered. By working on mice, Chenghua Gu and colleagues have, however, identified a gene, called Mfsd2a, which, usually silent, is active in the cells of the hematopoietic membrane.

It turned out that Mfsd2a inhibits a second mechanism of transport of molecules through bodily barriers, transcytosis. This mechanism - active in all the other barriers that isolate other organs, but not in that hematoencephalic - is a process in which substances are transported through the cells that form the barrier by the vesicles in which they are embedded. It is the first inhibitor ever identified for transcytosis, emphasizes Gu. "Now opens the possibility of designing new strategies

To provide drugs to the central nervous system. "

But not only. As some brain diseases such as Alzheimer's, amyotrophic lateral sclerosis (SLA) and multiple sclerosis seem to involve a partial degradation of the hematoencephalic barrier, enhancing the activity of the Mfsd2a gene, could allow doctors to reinforce the barrier, returning to Preventing access to the brain, for example, to unwanted antibodies capable of attacking neurons.

Better understanding and the ability to manipulate the molecular basis of transcytosis could also be helpful in the treatment of other diseases that also affect different tissues where transcytosis has a role, such as certain pathologies affecting the intestine, kidneys and retina .

Da:

http://www.lescienze.it/news/2014/05/15/news/barriera_emato-encefalica_transcitosi_farmaci_anticorpi-2144018/