La ricerca sulle proteine ​​dei vasi sanguigni promettente per il controllo 'barriera emato-encefalica'

Giugno 6, 2016 Admin Salute 0 1
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Il loro lavoro rivela un doppio ruolo per la coppia proteina, chiamata Norrin/Frizzled-4, nella gestione della rete di vasi sanguigni che serve al cervello e della retina. Il primo lavoro della segnalazione della coppia di proteine ​​è quello di formare una corretta architettura della rete 3-D nella retina durante lo sviluppo fetale. Il secondo lavoro, dopo la nascita, è di continuare a mantenere segnalazione la barriera emato-encefalica, che dà il cervello un ulteriore livello di protezione contro le infezioni trasmesse attraverso il sistema circolatorio.

I ricercatori Hopkins dire i risultati dello studio, pubblicato online in cella il 7 dicembre, potrebbero avere implicazioni di trattamento per i disturbi dei vasi sanguigni della retina causate da diabete, e la perdita relativa all'età della visione centrale. Essi potrebbero anche aiutare i medici a sviluppare un modo per aumentare temporaneamente la penetrabilità della barriera emato-encefalica, permettendo farmaci critici di passare attraverso il cervello, dice Jeremy Nathans, MD, Ph.D., ricercatore Howard Hughes e professore di biologia molecolare e genetica presso l'Istituto di Scienze Biomediche di base presso la Hopkins School of Medicine Johns.




Gli scienziati già sapevano che Frizzled-4 è una proteina localizzata sulla superficie delle cellule che creano pareti dei vasi sanguigni in tutto il corpo. Mutazioni genetiche che causano assenza Frizzled-4 in topi e nell'uomo creare gravi difetti di sviluppo dei vasi sanguigni, ma solo nella retina, il foglio di assorbimento della luce cellule nella parte posteriore dell'occhio. Tessuto retinico consuma più ossigeno per grammo di qualsiasi altro tessuto del corpo. Pertanto, tre strati di rete di vasi sanguigni sono tenuti a soddisfare le sue esigenze di ossigeno. Così difetti dei vasi sanguigni nella retina generalmente fame che di ossigeno, causando cecità.

Nel tentativo di capire come Frizzled-4 e la sua attivatore Norrin funziona normalmente, squadra Nathans 'cancellato Norrin nei topi. Come risultato, le arterie e le vene della retina dei roditori è diventato confuso e incrociavano. In alternativa, se si rivolsero Norrin in anticipo rispetto al solito, le reti hanno cominciato a sviluppare in precedenza. E in topi mancanti o Norrin o Frizzled-4, i vasi sanguigni della retina cresciuto radialmente, ma sono cresciuti lentamente e non è riuscito a creare il secondo e il terzo strato di rete. Tutti questi risultati suggeriscono che Norrin e Frizzled-4 svolgono un ruolo importante nella corretta temporizzazione e la disposizione della rete di vasi sanguigni della retina, dice Nathans.

Il team ha anche scoperto che i topi mancanti appena Frizzled-4, oltre ad avere gravi difetti strutturali nei loro vasi sanguigni della retina, ha mostrato segni di permeabilità della barriera emato-encefalica e, allo stesso modo, una barriera emato-retina che perde. Per arrivare alla causa di questo, il team ha utilizzato trucchi genetici speciali per controllare l'attività di Frizzled-4 in un tempo e modo specifico delle cellule, creando topi che mancavano Frizzled-4 in solo circa uno su ogni 20 cellule endoteliali . Che cosa hanno trovato è che solo le cellule manca Frizzled-4 erano perde e, sorprendentemente, l'architettura generale delle reti andava bene.

Nathans spiega che, normalmente, queste cellule endoteliali dei vasi sanguigni contengono "finestre" permeabili e "bulloni" relativamente allentati che collegano le cellule insieme. Quando nel cervello e della retina, non hanno "finestre" e le loro "bulloni" collegarli strettamente. Nathans aggiunge: "Ora sappiamo che le cellule endoteliali che compongono la barriera emato-encefalica devono ricevere segnali costantemente dalla vicina cerebrali o cellule della retina dicendo loro: 'Siete nel cervello. Serrare le vostre viti e chiudere le finestre.'"

Le "finestre" nelle altre cellule endoteliali nel corpo sono portali proteine ​​che consentono grandi molecole di passare attraverso facilmente - essere filtrati dai reni, per esempio. Il sistema nervoso centrale, compresa la retina, è una zona privilegiata. Se le tossine dovevano passare attraverso una "finestra" endoteliale nel cervello, il danno risultante potrebbe essere dannosa per l'attività del cervello. Così le tenute del corpo fuori queste aree da agenti patogeni ematici serrando le "viti" tra e la chiusura delle "finestre" delle cellule endoteliali che formano i vasi sanguigni manutenzione quelle aree. Questo rinforzo delle cellule endoteliali è ciò che è noto come la barriera emato-encefalica.

Sebbene cruciale per proteggere il sistema nervoso centrale, la barriera emato-encefalica impedisce anche farmaci nel sangue penetrino all'interno del cervello per il trattamento di malattie, come il cancro. "La nostra ricerca mostra che le cellule dei vasi sanguigni mancano Frizzled-4 sono che perde. Con queste informazioni in mano, ci auguriamo che un giorno potrebbe essere possibile allentare temporaneamente la barriera emato-encefalica, permettendo farmaci salva-vita per passare attraverso", dice Nathans .

Altri autori sulla carta sono Yanshu Wang, Amir Rattner, Yulian Zhou, John Williams e Philip Smallwood, tutti dalla Scuola di Medicina dell'Università John Hopkins.

Questo lavoro è stato sostenuto da sovvenzioni dal National Eye Institute, l'Howard Hughes Medical Institute, la Johns Hopkins Brain Science Institute, la Fondazione Fighting Blindness, e il Ellison Medical Foundation.

Sul Web:

Link all'articolo (vivere dopo embargo di risalita): http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2012.10.042

Nathans Lab: http://neuroscience.jhu.edu/JeremyNathans.php

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