Reparasjon av utett blod-hjerne-barriere kan forynge hjernens funksjon
Ny forskning på mus stiller spørsmål ved ideen om at "du kan ikke lære en gammel hund nye triks." Svaret kan ligge i å bevare blod-hjerne-barrieren, som har en tendens til å bli lekk med alderen.
Blod-hjerne-barrieren er et komplekst sett med blodkarskarakteristikker som hjelper med å beskytte hjernen mot potensielt skadelige stoffer i blodet.
I en nylig Science Translational Medicine studie beskriver forskere hvordan nedbrytningen av blod-hjerne-barrieren kan utløse hjernebetennelse og kognitiv svikt hos aldrende mus.
Det internasjonale teamet fant at nedbrytningen av blod-hjerne-barrieren aktiverer et signalprotein i hjerneceller kalt astrocytter.
Forskerne utviklet deretter og testet et medikament som blokkerte signalproteinet, som går under navnet transformerende vekstfaktor-beta (TGF-beta).
Etter behandling med stoffet viste musene færre tegn på hjerneinflammasjon og forbedret evne til å lære nye oppgaver som samsvarte med ytelsen til mye yngre mus.
"Vi har en tendens til å tenke på den eldre hjernen på samme måte som vi tenker på nevrodegenerasjon: Alder innebærer tap av funksjon og døde celler," sier forfatter Daniela Kaufer, professor i integrativ biologi ved University of California, Berkeley.
"Men de nye dataene våre forteller en annen historie om hvorfor den eldre hjernen ikke fungerer bra: Det er på grunn av denne" tåken "av inflammatorisk belastning," legger hun til.
Prof. Kaufer forklarer at i løpet av noen dager etter å ha avskaffet den "inflammatoriske tåken", begynner den eldre hjernen å fungere mer som en ung hjerne.
Resultatene skal hjelpe forskere bedre å forstå nedgangen i hjernefunksjoner som involverer betennelse som kan følge aldring og tilstander som demens.
Undersøk inflammatorisk tåke
En økende mengde forskning - inkludert bildestudier av medforfatter Alon Friedman, fra Ben-Gurion University of the Negev i Israel og Dalhousie University i Canada - viser at blod-hjerne-barrieren blir mindre effektiv med alderen.
Jo lekkere blod-hjerne-barrieren blir, jo lettere er det for stoffer som får betennelse til å krysse fra blodet til hjernevev og skade celler.
Kaufer og Friedman er også medforfattere av en annen nyere Science Translational Medicine studie som tok en nærmere titt på inflammatorisk tåke i utette blod-hjerne-barrierer.
Personer med Alzheimers sykdom kan ofte oppleve epileptiske hendelser, men de og deres leger er ikke nødvendigvis klar over dem.
Aldersheving er en risikofaktor for både Alzheimers og epilepsi, og eksperimentelle og kliniske data støtter ideen om en sammenheng mellom de to tilstandene.
For den andre studien analyserte teamet EEG-avlesninger fra mennesker med Alzheimers sykdom og fant en EEG-signatur for det de beskriver som "paroksysmal langsom bølgehendelser (PSWE)."
Fra EEG-ene så de hvordan frekvensen av PSWE-er syntes å matche nivået på kognitiv svikt hos individene.
I EEG-er fra personer med epilepsi fant de at PSWE-er som skjedde mellom anfall matchet områder med utett blod-hjerne-barriere. De fant samme match hos eldre mus, mus som var utsatt for Alzheimers sykdom og rotter med indusert epilepsi.
TGF-beta og albumin
Ytterligere tester hos unge rotter viste at det var mulig å svekke blod-hjerne-barrieren ved å introdusere proteinalbuminet i hjernen. Dette førte til en høyere PSWE-rate.
I tidligere undersøkelser hadde Friedman og Kaufer vist at albumin kan lekke inn i hjernen etter traumer. Proteinet fester seg til TGF-beta-reseptoren til astrocytter.
Ved å binde seg til astrocyttes TGF-beta-reseptorer, setter proteinet i gang en kjede av betennelseshendelser som skader hjerneceller og kretsløp.
Skaden øker sannsynligheten for anfall ved å forstyrre balansen mellom eksitasjon og hemming av nevroner.
Teamet konkluderer med at funnene peker på en lekk blod-hjerne-barriere som en potensiell årsak til ikke-krampeanfall hos mennesker med Alzheimers sykdom. Det kan også tilby et potensielt behandlingsmål.
Biomarkører for nedsatte barrierer i blod-hjernen
Forskerne antyder at de to settene med funn tilbyr to nye biomarkører som kan hjelpe leger med å identifisere individer som kan ha et blod-hjerne-barriereproblem: en bruker MR (som kan oppdage utette barrierer), og den andre bruker EEG (som kan oppdage unormal hjernerytmer).
Det er også rom for å utvikle stoffet de brukte som en måte å reparere en lekk blod-hjerne-barriere for å bremse og kanskje til og med reversere noen av problemene det kan forårsake.
"Vi har nå to biomarkører som forteller deg nøyaktig hvor blod-hjerne-barrieren lekker, slik at du kan velge pasienter for behandling og ta avgjørelser om hvor lenge du gir stoffet."
Prof. Daniela Kaufer
Eksperter som kommenterer de to studiene, gleder seg generelt over funnene, men advarer mot å hoppe til konklusjonen at de beskriver måter å reversere demens hos mennesker.
“Samlet sett,” bemerker Diego Gomez-Nicola, førsteamanuensis i nevrovitenskap ved University of Southampton i Storbritannia, “disse studiene gir en kunnskap som støtter effekten av betennelse på demens, og gir lovende mål for fremtidige kliniske studier. . ”
