Фото дня: прорыв через барьер
Между центральной нервной и кровеносной системами человека есть полупроницаемый барьер, который называется гематоэнцефалическим. Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) защищает ЦНС и поддерживает ее гомеостаз, жестко контролируя, какие вещества пропускать к нейронам, а какие нет. Задача гематоэнцефалического барьера обеспечить мозг кислородом и питательными веществами, а также избавить от продуктов жизнедеятельности. При этом гематоэнцефалический барьер препятствует проникновению в мозг крупных молекул, микроорганизмов, а также клеток крови, в том числе клеток иммунной системы. Такую избирательность гематоэнцефалического барьера обеспечивает особая организация эндотелия церебральных капилляров (очень плотные контакты между эндотелиальными клетками), а также астроциты– большие нейроглиальные клетки, располагающиеся между капиллярами и телами нейронов и участвующие в обмене веществ между кровью к нейронами. У такой высокой избирательности гематоэнцефалического барьера есть один минус: лекарственные препараты, необходимые для лечения различных заболеваний ЦНС, в первую очередь, онкологических и нейродегенеративных, не могут проникнуть к очагу поражения. Ученые давно пытаются изобрести способ доставки лекарственных молекул в мозг – для этого использовались различные носители, которые способны преодолевать гематоэнцефалический барьер, а также инъекции лекарств непосредственно в мозг. Однако удовлетворительных результатов пока получено не было. При опухолях мозга целостность гематоэнцефалического барьера может нарушаться, однако и в этом случае лишь небольшая доля введенного лекарства достигает опухоли.
Французские ученые недавно обнародовали предварительные результаты* клинических испытаний метода, позволяющего в случае необходимости временно «приоткрывать» гематоэнцефалический барьер для проведения эффективной химиотерапии опухолей мозга. Они имплантировали в черепную коробку 4 приматам, страдающим глиобластомой (одной из опаснейших форм рака мозга), крохотные биосовместимые устройства – излучатели ультразвука. Раз в месяц устройства подсоединяли к внешнему генератору и в течение 2 мин воздействовали на пациента ультразвуком, одновременно вводя ему микропузырьки, применяемые для контрастирования при УЗИ. С помощью магнитно-резонансной томографии наблюдали, как под воздействием ультразвука пузырьки проникают из крови через гематоэнцефалический барьер в ликвор. Затем, продолжая воздействие ультразвуком, приматам системно вводили химиотерапевтический препарат. Концентрация лекарства в очаге поражения в ЦНС при таком способе введения возрастала в разы по сравнению с традиционными инъекциями. Для уменьшения риска побочных эффектов излучатели ультразвука необходимо располагать как можно ближе к опухоли, при этом площадь участка повышенной проницаемости ГЭБ составит не более 5 кв.см.
В других исследованиях было показано, что временное «приоткрытие» гематоэнцефалического барьера, даже без введения каких-либо медикаментов, оказывает терапевтическое действие при болезни Альцгеймера, а именно приводит к снижению числа белковых бляшек. Предполагается, что такой эффект связан с тем, что в ЦНС проникают клетки иммунной системы, атакующие патологические белковые отложения в мозге.
*https://www.xcdsystem.com/fus2014/abstract/abstractforms/screen_view_abstract_public.cfm?ID=32349
На фото: гематоэнцефалический барьер, 3D модель; видны по центру – капилляр с эритроцитами (красный цвет), выстланный плотно прилегающими друг к другу клетками эндотелия (бело-розовый цвет), вокруг капилляра – астроциты (сиреневый цвет), соединяющие капилляр с нейронами (зеленый цвет)
