Kako ući u oboljeli mozak?

Neurodegenerativne bolesti koje zahvaćaju stanice velikog mozga danas su jedno od glavnih područja medicinskih istraživanja. Izvor: Ars Electronica

Neurodegenerativne bolesti koje zahvaćaju stanice velikog mozga danas su jedno od glavnih područja medicinskih istraživanja. Izvor: Ars Electronica

Bolesti koje pogađaju živčani sustav, a posebno veliki mozak, izuzetno su teške za liječenje - prvenstveno jer je mozak od krvi izdvojen krvno-moždanom barijerom. Ruski znanstvenici demonstrirali su velik uspjeh u prevladavanju ove barijere: uspjeli su "navesti" specifičnu vrstu imunosnih stanica da dopru do oboljelih područja u mozgu.

Povijest ljudskog roda jednim dijelom je i povijest borbe protiv raznih bolesti. Nakon što su cjepiva i serumi pobijedili veliki broj zaraznih bolesti, u prvi plan došle su kardiovaskularne bolesti.

Bolesti koje pogađaju živčani sustav, a posebno veliki mozak, izuzetno su teške za liječenje - prvenstveno jer je od vanjske sredine mozak zaštićen lubanjom, a zatim i zbog toga što je od unutarnje sredine organizma, u tom smislu i od krvi, izdvojen krvno-moždanom (hemato-encefalnom) barijerom.

Broj kardiovaskularnih bolesti određenim dijelom je umanjen zahvaljujući operacijama s koronarnim bypassom, ugradnjom kardiostimulatora (pacemakera), presađivanjem srca i raznim drugim metodama. Danas su jedno od glavnih područja medicinskih istraživanja neurodegenerativne bolesti koje zahvaćaju stanice velikog mozga. Istraživači iz SAD-a i Rusije isprobali su novu metodu liječenja ovih bolesti korištenjem sposobnosti jedne vrste imunosnih stanica - makrofaga - da prolaze kroz barijeru između kapilara i živčanog tkiva.  Drugim riječima, naveli su te stanice da prenesu antioksidanse do područja u mozgu zahvaćenih upalnim procesom. Bolesti koje pogađaju živčani sustav, a posebno veliki mozak, izuzetno su teške za liječenje - prije svega jer je od vanjske sredine mozak zaštićen lubanjom, a zatim i zbog toga što je od unutarnje sredine organizma, u tom smislu i od krvi, izdvojen krvno-moždanom (hemato-encefalnom) barijerom. Pokazalo se da je uvođenje lijekova jednako toliko teško (jer većina njih jednostavno ne prolazi kroz spomenutu barijeru) koliko i operacija. Međutim, navedena ograničenja vrijede za tradicionalne medicinske metode, a neuroznanost ne odustaje tako lako.

Istraživači iz SAD-a i Rusije isprobali su novu metodu liječenja ovih bolesti korištenjem sposobnosti jedne vrste imunosnih stanica - makrofaga - da prolaze kroz barijeru između kapilara i živčanog tkiva.  Drugim riječima, naveli su te stanice da prenesu antioksidanse do područja u mozgu zahvaćenih upalnim procesom.

Poznati biolozi Aleksandar Kabanov, Jelena Batrak i Natalija Kljačko s Kemijskog fakulteta Moskovskog državnog sveučilišta „M. V. Lomonosov” (MGU) u okviru posebnog programa Vlade RF pokušavaju riješiti problem nadilaženjem prirodnih barijera i prepreka u liječenju neurodegenerativnih bolesti. Zajedno s kolegama sa Sveučilišta Sjeverna Karolina znanstvenici razvijaju nove metode uvođenja lijekova u organizam i njihovog usmjeravanja u željeno područje. U istraživanju, čiji rezultati su objavljeni u medicinskom znanstvenom izdanju "Public Library of Science" (PLoS), ispitano je svojevrsno sredstvo protiv Parkinsonove bolesti - enzim koji uništava aktivne oblike kisika, a koji se do moždanog tkiva prenosi pomoću imunosnih stanica - makrofaga.


Makrofagi imaju mogućnost prodiranja kroz svih 650 kilometara kapilara krvno-moždane barijere koja razdvaja mozak od krvotoka, dopremajući potrebna sredstva do bolesnih neurona.

Zašto su se istraživači u svojim znanstvenim eksperimentima odlučili za takav postupak liječenja? Prije svega valja istaknuti da, kao i kod mnogih drugih bolesti, kod neurodegenerativnih bolesti, u koje spada i Parkinsonova bolest, javlja se upala - a makrofagi su neposredni sudionici svakog upalnog procesa. Makrofagi imaju mogućnost prodiranja kroz svih 650 kilometara kapilara krvno-moždane barijere koja razdvaja mozak od krvotoka, dopremajući potrebna sredstva do bolesnih neurona, dok pri tom stvaraju mjehuriće s posebnim tvarima - vezikule. Osim toga, aktivni oblici kisika, koji se stvaraju u većim količinama u stanicama uslijed starenja, upala, nastanka tumora i programirane stanične smrti – „privlače” imunosne stanice. Zaključak je bio da je najbolji način liječenja uvođenje molekula koje razlažu aktivne oblike kisika (antioksidanse) u makrofage, što je i učinjeno tijekom istraživanja.

Jedan od mogućih načina uvođenja lijekova bio bi da se stanice-nositelji izdvoje iz periferne krvi pacijenta, genetski modificiraju i zatim vrate u organizam.

Jelena Batrak, MGU

Katalaza je enzim-antioksidans. Kao i sve proteine ​​kodira ga poseban gen čiju je sekvencu sada moguće klonirati i umetnuti u DNA željene stanice, nakon čega će ona stvarati protein kodiran genom koji je u nju umetnut. Tim znanstvenika koji predvodi Jelena Batrak uspio je na taj način „primorati” makrofage da stvaraju katalazu i uveo je takve imunosne stanice miševima sa simptomima parkinsonizma. Makrofagi su tijekom jednog mjeseca lučili enzime u balonu na mjestima upale živčanog tkiva, olakšavajući na taj način upalu (što se vidi na presjeku), i životinje su se kretale mnogo bolje nego druge koje nisu dobile taj tretman (Parkinsonova bolest je prije svega poremećaj pokreta).

Dobiveni rezultati u svakom slučaju ulijevaju nadu. No, kako primijeniti nanolijekove kod ljudi? „Ispitivanje lijekova na pacijentima moguće je samo uz usuglašavanje s kliničkim procedurama, i mi radimo na tome”, ističe Jelena Batrak i objašnjava: „Jedan od mogućih načina uvođenja lijekova bio bi da se stanice-nositelji izdvoje iz periferne krvi pacijenta, genetski modificiraju i zatim vrate u organizam. Alternativni pristup je pak prikupljanje stanica iz koštane srži, njihovo daljnje kultiviranje i selekcija željenih tipova - i na kraju povratak izdvojenih stanica koje već nose gene i / ili molekule nužnih tvari u tijelo pacijenta.”

Ukoliko dođe do poboljšanja zdravstvenog stanja bolesnika, moći ćemo tvrditi da pobjeda nad neurodegenerativnim bolestima nije daleko.

Ruski tekst na sajtu S&T RF. Ilustracije: S&T RF.