Die Reparatur einer undichten Blut-Hirn-Schranke kann die Gehirnfunktion verjüngen
Neue Untersuchungen an Mäusen stellen die Idee in Frage, dass "man einem alten Hund keine neuen Tricks beibringen kann". Die Antwort könnte darin liegen, die Blut-Hirn-Schranke zu erhalten, die mit zunehmendem Alter undicht wird.
Die Blut-Hirn-Schranke ist ein komplexer Satz von Blutgefäßeigenschaften, die das Gehirn vor potenziell schädlichen Substanzen im Blutkreislauf schützen.
In einem neueren Wissenschaftliche translationale Medizin In einer Studie beschreiben Wissenschaftler, wie der Abbau der Blut-Hirn-Schranke bei alternden Mäusen eine Entzündung des Gehirns und eine kognitive Beeinträchtigung auslösen kann.
Das internationale Team fand heraus, dass der Abbau der Blut-Hirn-Schranke ein Signalprotein in Gehirnzellen aktiviert, das Astrozyten genannt wird.
Die Forscher entwickelten und testeten dann ein Medikament, das das Signalprotein blockierte, das unter dem Namen Transforming Growth Factor-Beta (TGF-Beta) bekannt ist.
Nach der Behandlung mit dem Medikament zeigten die Mäuse weniger Anzeichen einer Gehirnentzündung und eine verbesserte Fähigkeit, neue Aufgaben zu lernen, die der Leistung von viel jüngeren Mäusen entsprachen.
„Wir neigen dazu, über das gealterte Gehirn genauso nachzudenken wie über Neurodegeneration: Alter beinhaltet Funktionsverlust und tote Zellen“, sagt die Co-Senior-Studienautorin Daniela Kaufer, Professorin für integrative Biologie an der University of California in Berkeley.
"Aber unsere neuen Daten erzählen eine andere Geschichte darüber, warum das gealterte Gehirn nicht gut funktioniert: Es liegt an diesem" Nebel "entzündlicher Belastung", fügt sie hinzu.
Prof. Kaufer erklärt, dass das gealterte Gehirn innerhalb weniger Tage nach der Beseitigung des „entzündlichen Nebels“ eher wie ein junges Gehirn funktioniert.
Die Ergebnisse sollen Wissenschaftlern helfen, den Rückgang von Gehirnfunktionen, die mit Entzündungen einhergehen, die mit dem Altern und Erkrankungen wie Demenz einhergehen können, besser zu verstehen.
Untersuchung von entzündlichem Nebel
Eine zunehmende Anzahl von Untersuchungen - einschließlich bildgebender Untersuchungen des Co-Senior-Studienautors Alon Friedman von der Ben-Gurion-Universität des Negev in Israel und der Dalhousie-Universität in Kanada - zeigt, dass die Blut-Hirn-Schranke mit zunehmendem Alter weniger effizient wird.
Je undichter die Blut-Hirn-Schranke wird, desto leichter können Substanzen, die Entzündungen verursachen, vom Blutkreislauf in das Hirngewebe übergehen und Zellen schädigen.
Kaufer und Friedman sind auch Co-Senior-Autoren eines anderen kürzlich erschienenen Wissenschaftliche translationale Medizin Studie, die sich eingehender mit entzündlichem Nebel in undichten Blut-Hirn-Schranken befasste.
Menschen mit Alzheimer-Krankheit können häufig epileptische Ereignisse erleben, aber sie und ihre Ärzte sind sich ihrer nicht unbedingt bewusst.
Das zunehmende Alter ist ein Risikofaktor für Alzheimer und Epilepsie. Experimentelle und klinische Daten stützen die Idee eines Zusammenhangs zwischen den beiden Erkrankungen.
Für die zweite Studie analysierte das Team die EEG-Werte von Menschen mit Alzheimer-Krankheit und fand eine EEG-Signatur für das, was sie als "paroxysmale langsame Wellenereignisse (PSWEs)" bezeichnen.
Anhand der EEGs sahen sie, wie die Rate der PSWEs dem Grad der kognitiven Beeinträchtigung der Individuen zu entsprechen schien.
In EEGs von Menschen mit Epilepsie stellten sie fest, dass PSWEs, die zwischen Anfällen auftraten, mit Bereichen einer undichten Blut-Hirn-Schranke übereinstimmten. Sie fanden die gleiche Übereinstimmung bei gealterten Mäusen, Mäusen, die für Alzheimer anfällig sind, und Ratten mit induzierter Epilepsie.
TGF-beta und Albumin
Zusätzliche Tests an jungen Ratten zeigten, dass es möglich war, die Blut-Hirn-Schranke durch Einführung des Proteins Albumin in das Gehirn zu beeinträchtigen. Dies führte zu einer höheren Rate an PSWEs.
In früheren Untersuchungen hatten Friedman und Kaufer gezeigt, dass Albumin nach einem Trauma in das Gehirn gelangen kann. Das Protein bindet sich an den TGF-beta-Rezeptor von Astrozyten.
Durch die Bindung an die TGF-beta-Rezeptoren der Astrozyten löst das Protein eine Kette von Entzündungsereignissen aus, die Gehirnzellen und Schaltkreise schädigen.
Der Schaden erhöht die Wahrscheinlichkeit von Anfällen, indem das Gleichgewicht zwischen Erregung und Hemmung von Neuronen gestört wird.
Das Team kommt zu dem Schluss, dass die Ergebnisse auf eine undichte Blut-Hirn-Schranke als mögliche Ursache für nicht krampfhafte Anfälle bei Menschen mit Alzheimer-Krankheit hinweisen. Es kann auch ein potenzielles Behandlungsziel bieten.
Biomarker für beeinträchtigte Blut-Hirn-Schranken
Die Forscher schlagen vor, dass die beiden Befunde zwei neue Biomarker bieten, mit denen Ärzte Personen identifizieren können, bei denen möglicherweise ein Problem mit der Blut-Hirn-Schranke auftritt: einer mithilfe der MRT (die undichte Barrieren erkennen kann) und der andere mithilfe des EEG (der abnormale Störungen erkennen kann) Gehirnrhythmen).
Es besteht auch die Möglichkeit, das Medikament zu entwickeln, mit dem eine undichte Blut-Hirn-Schranke repariert wird, um einige der Probleme, die sie verursachen kann, zu verlangsamen und möglicherweise sogar umzukehren.
"Wir haben jetzt zwei Biomarker, die Ihnen genau sagen, wo die Blut-Hirn-Schranke leckt, sodass Sie Patienten für die Behandlung auswählen und entscheiden können, wie lange Sie das Medikament geben."
Prof. Daniela Kaufer
Experten, die die beiden Studien kommentieren, begrüßen die Ergebnisse im Allgemeinen, warnen jedoch davor, zu dem Schluss zu kommen, dass sie Möglichkeiten zur Umkehrung der Demenz beim Menschen beschreiben.
"Insgesamt", bemerkt Diego Gomez-Nicola, Associate Professor für Neurowissenschaften an der Universität von Southampton in Großbritannien, "erweitern diese Studien das Wissen, das die Auswirkungen von Entzündungen auf Demenz unterstützt, und bieten vielversprechende Ziele für zukünftige klinische Studien." . ”
