Der Körper ist so strukturiert, um sicherzustellen, dass eindringende Organismen haben eine harte Zeit zum Gehirn , ein Organ offensichtlich entscheidend für das Überleben. Bekannt als die Blut-Hirn -Schranke, werden Zellen , die das Gehirn und das Rückenmark Schnur dicht gepackt , so dass es für etwas anderes als sehr kleine Moleküle , um vom Blutstrom in das zentrale Nervensystem zu überqueren schwierig. Während vorteil steht dieser Blockade auch in der Art und Weise der Bereitstellung von Arzneimitteln, die neurologischen Störungen , wie Alzheimer behandeln.
In einer neuen Studie in der Fachzeitschrift Molecular Therapy veröffentlicht , University of Pennsylvania Forscher haben einen Weg zu durchqueren die Blut-Hirn -Schranke, sowie eine ähnliche physiologische Hindernis in die Augen, die Netzhaut - Blut-Schranke gefunden. Durch Koppeln eines Rezeptors, der Neuronen mit einem Molekül, das die Hauptkomponente der Alzheimer -Plaques abbaut Ziele waren die Biologen Lage, diese Plaques bei Mäusen Gehirne und menschlichem Gehirngewebe wesentlich löst , bietet ein möglicher Mechanismus für die Behandlung der schwächenden Krankheit , sowie andere Bedingungen, die entweder das Gehirn oder die Augen betreffen .
Die Arbeit wurde von Henry Daniell , Professor in Penns School of Dental Medicine Abteilungen der Biochemie und Pathologie und Direktor der translationalen Forschung geführt. Das Research-Team enthalten Penn Dental Medicine Neha Kohli, Donevan R. Westerveld , Alexandra C. Ayache und Sich L. Chan . Co-Autoren an der University of Florida College of Medicine , einschließlich Amrisha Verma , Pollob Shil , Tuhina Prasad, Ping Zhu und Quihong Li, analysiert Netzhautgewebe .
Die Forscher begannen ihre Arbeit, indem man bedenkt, wie sie die Blut- Hirn-Schranke zu durchbrechen könnten. Daniell vermutet, dass ein Molekül, erlaubt sein sollte, zu überqueren , wenn sie auf einem Träger, der in der Lage, übergehen , als eine Art molekularen Verkehrspolizei ist angebracht . das Protein Cholera Toxin B oder CTB , einem nicht- toxischen Träger gegenwärtig für die Verwendung beim Menschen durch die Food and Drug Administration genehmigt wurde, wird in dieser Studie verwendet, um die Blut- Hirn-Schranke zu durchqueren.
Die nächsten ein Protein identifiziert , das die Plaques, die in den Gehirnen von Alzheimer-Patienten gefunden werden, zu löschen könnte . Diese Plaques , die glaubten, die dazu führen, Demenz mit der Krankheit verbunden sind, sind aus Verwicklungen von Amyloid-beta ( Aß ) , ein Protein, das in löslicher Form in gesunden Personen durchgeführt . Feststellend, dass das basische Myelinprotein (MBP) wurde gezeigt, dass Aß Ketten abbauen , entschied sich das Team zu koppeln es mit CTB , ob MBP wäre erlaubt zu überqueren werden.
"Diese Verwicklungen von Beta-Amyloid ist bekannt, dass das Problem in der Alzheimer- sein", sagt Daniell . " Also unsere Idee war, das Protein wieder in ihre normale Größe zu hacken , damit sie nicht diese Verwicklungen zu bilden. "
Um diese Idee zu testen, die Penn -geführten Team zunächst ausgesetzt gesunden Mäusen mit dem CTB -MBP -Verbindung , indem er ihnen Kapseln gefriergetrockneten Blätter , die gentechnisch verändert waren, um die Fusionsproteine exprimieren , eine Methode entwickelt und über viele Jahre perfektioniert durch Daniell als ein Mittel zur oralen Verabreichung verschiedener Medikamente und Impfstoffe. Hinzufügen eines grün fluoreszierenden Proteins an die CTB Träger , verfolgt die Forscher das " Glühen" um zu sehen, wo die Mäuse nahm das Protein. Sie fanden den glühenden Protein sowohl im Gehirn und Netzhaut.
" Als wir das leuchtende Protein im Gehirn und in der Retina waren wir ganz begeistert ", sagte Daniell . "Wenn das Protein könnte die Barriere in gesunden Mäusen kreuzen , dachten wir, es ist wahrscheinlich , dass es bei der Alzheimer- Patienten Gehirne zu überqueren , weil ihre Barriere etwas beeinträchtigt wurde . "
Wenn CTB war nicht Teil des Fusionsproteins , sahen sie nicht diesen Ausdruck , was darauf hindeutet , dass ihre Trägerprotein , die Verkehrspolizei , war ein wesentlicher Bestandteil der Auslieferung ihrer Protein von Interesse .
Um dann sehen, was MBP tun würde , wenn es an das Gehirn haben , Daniell und Kollegen ausgesetzt das CTB -MBP -Proteins an die Gehirne von Mäusen gezüchtet, um eine haben Alzheimer-Krankheit . Sie verwendeten ein Farbstoff, der auf die Gehirnplaquesbindet und fanden , dass eine Exposition an den CTB -MBP Verbindung in Verringerungen der Färbung bis zu 60 Prozent , was darauf hinweist , dass die Plaques wurden aufgelöst .
Vertrauen zu gewinnen , dass ihre Verbindung wurde entsprechend gezielt die Plaques , arbeiteten die Forscher mit den National Institutes of Health , um Hirngewebe zu erhalten, von Menschen, die von Alzheimer gestorben und führte die gleiche Art von Färbung. Die Ergebnisse zeigten eine 47 -prozentige Abnahme der Färbung im inferioren parietalen Cortex, ein Teil des Gehirns , um eine wichtige Rolle in der Entwicklung der Alzheimer - Demenz zu spielen.
Als letzter Schritt wird , haben die Forscher die CTB -MBP -enthaltenden Kapseln zu 15 Monate alten Mäusen , das Äquivalent von 80 oder mehr Menschenjahren , gezüchtet, um die Alzheimer- Krankheit zu entwickeln. Nach drei Monaten der Fütterung, hatten die Mäuse, Reduktionen in Aß -Plaques von bis zu 70 Prozent im Hippocampus und bis zu 40 Prozent in der Rinde , während Mäuse, die Kapseln, die Salat enthaltenen Blätter ohne CTB -MBP zugegeben und Mäuse, die nicht gefüttert wurden Kapseln ergaben sich keine Verringerung der Anzeichen von Hirn Plaques .
Da Alzheimer-Patienten wurden ebenfalls gefunden , Plaques in ihren Augen haben , untersuchten die Forscher die Augen der Mäuse , die das Protein zugeführt. Sie fanden heraus, dass in der Tat , die Alzheimer - Mäuse hatten retinalen Plaques , aber diejenigen, die zugeführt CBP -MBP Verbindung hatte nicht nachweisbar Aß -Plaques in ihren Netzhäuten .
"Wirklich niemand weiß, ob die Speicherprobleme , die Menschen, die Alzheimer-Krankheit haben aufgrund der Demenz oder Probleme mit ihren Augen ", sagte Daniell . " Hier zeigen wir, es kann beides sein , und dass wir die Plaques durch einen oralen Weg zu lösen. "
Daniell hofft, dass diese Technik zu liefern Proteine über die Blut-Hirn- und Blut-Retina- Barrieren könnte dazu dienen, eine Vielzahl von Krankheiten über Alzheimer zu behandeln. Mehrere aktuelle klinische Studien aufgrund der Unfähigkeit, Medikamente ins Gehirn zu bringen gescheitert. Derzeit müssen Behandlungen einiger Augenerkrankungen physisch dringen in die Netzhaut mit einer Injektion , ein Ansatz, der Anästhesie und Risiken erfordert Netzhautablösung . Die Behandlung mit einer einnehmbaren Kapsel wäre sicherer , einfacher und kostengünstiger .
In einem nächsten Schritt , hofft Daniell mit Alzheimer- Experten an der Penn , diese Studien zu fördern und fügen Sie eine Verhaltenskomponente , um festzustellen , ob die CBP -MBP -Verbindung nicht nur beseitigt Plaques zusammenarbeiten , sondern auch das Gedächtnis und das Funktionieren der Mäuse, die mit der Alzheimer-Krankheit verbessert .