Reparation af utæt blod-hjerne-barriere kan forynge hjernens funktion
Ny forskning på mus sætter spørgsmålstegn ved ideen om, at "du ikke kan lære en gammel hund nye tricks." Svaret kan ligge i at bevare blod-hjerne-barrieren, som har tendens til at blive utæt med alderen.
Blod-hjerne-barrieren er et komplekst sæt blodkarskarakteristika, der hjælper med at beskytte hjernen mod potentielt skadelige stoffer i blodbanen.
I en nylig Science Translational Medicine undersøgelse, forskere beskriver, hvordan nedbrydningen af blod-hjerne-barrieren kan udløse hjernebetændelse og kognitiv svækkelse hos aldrende mus.
Det internationale hold fandt ud af, at nedbrydningen af blod-hjerne-barrieren aktiverer et signalprotein i hjerneceller kaldet astrocytter.
Forskerne udviklede og testede derefter et lægemiddel, der blokerede signalproteinet, der går under navnet transformerende vækstfaktor-beta (TGF-beta).
Efter behandling med lægemidlet viste musene færre tegn på hjernebetændelse og en forbedret evne til at lære nye opgaver, der matchede ydeevnen hos meget yngre mus.
"Vi har tendens til at tænke på den gamle hjerne på samme måde som vi tænker på neurodegeneration: Alder involverer tab af funktion og døde celler," siger co-senior undersøgelsesforfatter Daniela Kaufer, professor i integrativ biologi ved University of California, Berkeley.
”Men vores nye data fortæller en anden historie om, hvorfor den gamle hjerne ikke fungerer godt: Det er på grund af denne” tåge ”af inflammatorisk belastning,” tilføjer hun.
Prof. Kaufer forklarer, at den gamle hjerne inden for få dage efter afskaffelsen af den "inflammatoriske tåge" begynder at fungere mere som en ung hjerne.
Resultaterne skal hjælpe forskere bedre med at forstå faldet i hjernefunktioner, der involverer betændelse, der kan ledsage aldring og tilstande som demens.
Undersøgelse af inflammatorisk tåge
En stigende mængde forskning - inklusive billeddannelsesstudier af medforfatter Alon Friedman fra Ben-Gurion University of the Negev i Israel og Dalhousie University i Canada - viser, at blod-hjerne-barrieren bliver mindre effektiv med alderen.
Jo lækrere blod-hjerne-barrieren bliver, jo lettere er det for stoffer, der får betændelse til at krydse fra blodbanen til hjernevæv og beskadige celler.
Kaufer og Friedman er også medforfattere af en anden nyere Science Translational Medicine undersøgelse, der kiggede nærmere på inflammatorisk tåge i utætte blod-hjerne barrierer.
Mennesker med Alzheimers sygdom kan ofte opleve epileptiske hændelser, men de og deres læger er ikke nødvendigvis opmærksomme på dem.
Aldersforøgelse er en risikofaktor for både Alzheimers og epilepsi, og eksperimentelle og kliniske data understøtter idéen om en sammenhæng mellem de to tilstande.
Til den anden undersøgelse analyserede holdet EEG-aflæsninger fra mennesker med Alzheimers sygdom og fandt en EEG-signatur til det, de beskriver som "paroxysmale langsombølgehændelser (PSWE'er)."
Fra EEG'erne så de, hvordan frekvensen af PSWE'er syntes at matche niveauet for individets kognitive svækkelse.
I EEG'er hos mennesker med epilepsi fandt de, at PSWE'er, der opstod mellem anfald, matchede områder med utæt blod-hjerne-barriere. De fandt den samme match hos alderen mus, mus udsat for Alzheimers sygdom og rotter med induceret epilepsi.
TGF-beta og albumin
Yderligere test hos unge rotter afslørede, at det var muligt at forringe blod-hjerne-barrieren ved at indføre proteinalbuminet i hjernen. Dette førte til en højere rate af PSWE'er.
I tidligere undersøgelser havde Friedman og Kaufer vist, at albumin kan lække ind i hjernen efter traumer. Proteinet binder sig til TGF-beta-receptoren for astrocytter.
Ved at binde til astrocytternes TGF-beta-receptorer udløser proteinet en kæde af inflammationshændelser, der beskadiger hjerneceller og kredsløb.
Skaden øger sandsynligheden for anfald ved at forstyrre balancen mellem excitation og inhibering af neuroner.
Holdet konkluderer, at resultaterne peger på en utæt blod-hjerne-barriere som en mulig årsag til ikke-krampeanfald hos mennesker med Alzheimers sygdom. Det kan også tilbyde et potentielt behandlingsmål.
Biomarkører for nedsatte barrierer i blod-hjerne
Forskerne foreslår, at de to sæt fund tilbyder to nye biomarkører, der kan hjælpe læger med at identificere personer, der kan have et blod-hjerne-barriereproblem: den ene bruger MR (som kan opdage utætte barrierer) og den anden ved hjælp af EEG (som kan opdage unormal hjerne rytmer).
Der er også mulighed for at udvikle det lægemiddel, som de brugte som en måde at reparere en utæt blod-hjerne-barriere for at bremse og måske endda vende nogle af de problemer, det kan forårsage.
"Vi har nu to biomarkører, der fortæller dig nøjagtigt, hvor blod-hjerne-barrieren lækker, så du kan vælge patienter til behandling og træffe beslutninger om, hvor længe du giver stoffet."
Prof. Daniela Kaufer
Eksperter, der kommenterer de to undersøgelser, bifalder generelt resultaterne, men advarer mod at hoppe til den konklusion, at de beskriver måder at vende demens hos mennesker på.
“Samlet set”, bemærker Diego Gomez-Nicola, lektor i neurovidenskab ved University of Southampton i Det Forenede Kongerige, “disse undersøgelser føjer til en viden, der understøtter virkningen af betændelse på demens og giver lovende mål for fremtidige kliniske studier. . ”
