Ingenieurierte Proteinvarianten schützen die Blut-Hirn-Schranke in einem Labor-Modell
Forscher haben zwei minimale Proteinvarianten, mTC1 und mTC3, entwickelt, die die Zellen der Blutgefäße im Gehirn von Ratten vor MMP-9-induzierten Schäden schützen, indem sie die engen Verbindungen und den elektrischen Widerstand in Laborbarrieremodellen bewahren.
Was wurde untersucht?
Wissenschaftler untersuchten, ob ingenieurierte Miniaturversionen von Proteinen, die als Gewebeinhibitoren von Metalloproteinasen (TIMPs) bezeichnet werden, die Blut-Hirn-Schranke vor Schäden schützen könnten. Sie testeten diese modifizierten Proteine in Labor-Kulturen von Zellen der Blutgefäße im Gehirn von Ratten, die MMP-9, ein Enzym, das bekannt dafür ist, die strukturelle Integrität der Schranke zu zerstören, ausgesetzt waren.
Was wurde gefunden?
Als die Zellen der Blutgefäße im Gehirn von Ratten nur mit MMP-9 behandelt wurden, erhöhte sich die Permeabilität der Schranke dosisabhängig, gemessen an einem verringerten elektrischen Widerstand über der Zellschicht. Die Co-Behandlung mit entweder dem nativen TIMP-1, TIMP-3 oder den neu entwickelten minimalen Varianten (mTC1 und mTC3) reduzierte diesen Schaden signifikant, bewahrte die engen Verbindungen der Schranke und hielt die Werte des elektrischen Widerstands aufrecht. Die ingenieurierten minimalen Varianten schnitten vergleichbar mit ihren vollständigen Gegenstücken ab, wenn es darum ging, den Abbau der Schranke zu verhindern.
Was bedeutet das?
Diese Laborarbeit deutet darauf hin, dass kleinere, ingenieurierte Versionen von schützenden Proteinen eines Tages helfen könnten, neurologische Erkrankungen zu behandeln, bei denen die Blut-Hirn-Schranke undicht wird, obwohl dies bisher nur in isolierten Zellen demonstriert wurde. Viele Jahre zusätzlicher Forschung – einschließlich Tierversuchen und klinischen Studien – wären erforderlich, bevor ein solcher Ansatz bei Patienten ankommen könnte.
Einschränkung
Die Studie verwendete nur isolierte Rattenzellen in Laborgeräten, die die Komplexität des Blutgefäßsystems eines lebenden Gehirns nicht nachbilden können oder vorhersagen können, ob diese Proteine sicher bei Menschen wirken würden.