Ученые Корнельского университета (Cornell University), возможно, разрешили 100-летнюю загадку: как безопасно изменять проницаемость гематоэнцефалического барьера и, таким образом, эффективно доставлять в головной мозг препараты для лечения болезни Альцгеймера, рассеянного склероза и раковых опухолей центральной нервной системы.

Исследователи установили, что активация рецепторов аденозина – синтезируемой организмом молекулы – на поверхности составляющих гематоэнцефалический барьер клеток может модулировать поступление в мозг крупных молекул.

Хотя исследование было проведено на мышах, это не умаляет значения его результатов, так как рецепторы аденозина обнаружены и на аналогичных человеческих клетках. Ученые установили, что на короткий промежуток времени гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) «раскрывается» основанным на аденозине препаратом Лексискан (Lexiscan), применяемым для медицинской визуализации сердца у тяжелых больных. Этот препарат утвержден Управлением по контролю над качеством пищевых продуктов и лекарственных препаратов США (FDA).

Конфокальная световая микрофотография среза кровеносного сосуда головного мозга, показывающая
расположение клеток, образующих гематоэнцефалический барьер. Эндотелиальные клетки, выстилающие
кровеносные сосуды мозга, упакованы более плотно, чем в других частях тела. Кровеносный сосуд окружен
клетками глии (зеленые), обеспечивающими структурную поддержку нейронам (красные) и снабжающими
их питательными веществами и кислородом. Считается, что глиальные клетки помогают
поддерживать функции ГЭБ. (Фото: Science Photo Library/P330/0473)

Гематоэнцефалический барьер представлен специализированными клетками, составляющими основу кровеносных сосудов головного мозга. Он избирательно предотвращает попадание в мозг токсинов, микроорганизмов и клеточных и гуморальных факторов иммунной системы, пропуская только жизненно необходимые молекулы аминокислот, кислорода, глюкозы и воды. Этот барьер настолько надежен, что до сих пор ученым не удавалось найти эффективных и безопасных для пациентов способов доставки в мозг лекарственных препаратов.

«Самой большой проблемой при лечении всех неврологических заболеваний является то, что мы не можем доставить лекарственные препараты в мозг», – говорит Маргарет Байноу (Margaret Bynoe), адъюнкт-профессор кафедры иммунологии Колледжа ветеринарной медицины Корнельского университета, автор статьи, которая будет опубликована в журнале Journal of Neuroscience.

Над тем, как преодолеть ГЭБ и при этом сохранить жизнь пациента, уже в течение 100 лет работают многие крупные фармацевтические компании. Попытки доставить модифицированные лекарственные препараты в мозг, связав их с рецепторами и транспортируя в качестве «прицепов» к другим молекулам, не увенчались значимыми успехами, и вплоть до сегодняшнего дня такая модификация обязательно сопровождалась потерей эффективности.

Ученым из Корнельского университета удалось успешно транспортировать через ГЭБ такие макромолекулы, как крупные декстраны и антитела. В экспериментах на трансгенных мышах с моделью болезни Альцгеймера ученые успешно доставили в мозг животных антитела против бета-амилоида и наблюдали их связывание с бета-амилоидными бляшками – отличительным признаком этого заболевания.

Аналогичное исследование начато на мышах с моделью рассеянного склероза, при котором ГЭБ скорее необходимо сделать менее проницаемым, предотвратив тем самым проникновение через него вызывающих это заболевание клеток иммунной системы. Известно много антагонистов рецепторов аденозина (препаратов или белков, специфически блокирующих их сигналинг), работающих на мышах, и ученые надеются найти такие лекарства и для людей.

В ближайших планах американских исследователей – глубже изучить физиологический механизм, лежащий в основе модулирования ГЭБ рецепторами аденозина, и перейти к экспериментам по доставке препаратов для лечения раковых опухолей мозга.

Байноу и ее коллеги запатентовали свое открытие и основали компанию Adenios Inc., которая будет заниматься тестированием лекарственных препаратов и доклиническими испытаниями.

Исследование финансировалось Национальным институтом здравоохранения США (National Institutes of Health).