На этой неделе в Cell, исследование, проведенное Амитой Сегал, доктором философии, профессором нейробиологии в Медицинской школе Перельмана при Университете Пенсильвании и исследователем Медицинского института Говарда Хьюза, описывает, что проницаемость барьера для плодовой мухи снижается. ночью выше, чем днем. Кроме того, ее команда обнаружила, что этот суточный ритм регулируется молекулярными часами в поддерживающих клетках внутри барьера, которые влияют на то, как мутантные мухи реагируют на противоэпилептические препараты. Первым автором исследования является Ширли Чжан, доктор философии, научный сотрудник лаборатории Сегала.Ключевым препятствием для разработки лекарств для лечения заболеваний головного мозга и центральной нервной системы является разработка средств эффективного прохождения через ГЭБ.
Могут помочь более высокие дозы, но такая стратегия несет риск для других органов.«В прошлых исследованиях были намеки на то, что открытие гематоэнцефалического барьера колеблется в течение 24 часов, и теперь мы впервые видим прямые доказательства того, что в барьере существуют местные циркадные часы», — сказал Сегал. «Что еще более важно, мы определили новый распорядок дня, который может повлиять на время приема лекарств, нацеленных на центральную нервную систему».Используя краситель, ее команда показала, что для передачи тактовых сигналов через BBB требуются щелевые соединения, которые выражаются циклически.
Это белковые комплексы, организованные в каналы в клеточных мембранах, которые позволяют ионам и небольшим молекулам проходить между клетками. В частности, ночью магний проходит через соединения, чтобы снизить его концентрацию в клетках, которые образуют плотный барьер, позволяя веществам проникать в мозг.
Чтобы проверить, может ли циклическая проницаемость также привести к лучшему результату, если препараты для мозга вводятся ночью, они дали мутантным мухам, склонным к припадкам, противоэпилептический фенитоин. Хотя частота приступов не менялась в течение цикла день-ночь, у мух, которым вводили препарат в ночное время, было более короткое время восстановления после приступов, чем у мух, которым вводили фенитоин в течение дня.Эти результаты показывают, что при выборе времени доставки лекарств, которые действуют в головном мозге, следует учитывать, когда барьер открыт, а также другие циклические аспекты физиологии нейронов.
Одно из актуальных направлений исследований — выявление лекарств, на которые с наибольшей вероятностью будет воздействовать механизм, управляющий ритмом проницаемости ГЭБ.