Mózg jest oddzielony od krwiobiegu barierą krew-mózg, która chroni go przed szkodliwymi substancjami. Przez lata postrzegano ją przede wszystkim jako szczelną osłonę. Najnowsze badanie naukowców z Gladstone Institutes wskazuje jednak, że pełni ona również inną, niezwykle ważną funkcję. Wybiera z krwi określone białka i dostarcza je do komórek mózgowych, które ich potrzebują.
Wyniki opublikowane w czasopiśmie „Cell” mogą pomóc wyjaśnić, dlaczego pierwsze zmiany związane z chorobą Alzheimera pojawiają się jeszcze przed wyraźnym uszkodzeniem bariery krew-mózg.
Naukowcy odkryli 92 białka, które przedostają się z krwi do mózgu
Zespół kierowany przez dr. Andrew Yanga opracował pierwszą mapę białek transportowanych z krwi do mózgu. Badacze wykorzystali metodę znakowania białek, opartą na rozwiązaniach chemicznych nagrodzonych Nagrodą Nobla, która pozwala śledzić ich przemieszczanie bez zakłócania naturalnych procesów biologicznych.
W doświadczeniu oznaczono białka występujące we krwi myszy, a następnie wprowadzono je ponownie do krwiobiegu. Analiza tkanki mózgowej pozwoliła ustalić, które z nich przekroczyły barierę krew-mózg.
Spośród 861 przebadanych białek do mózgu przedostały się zaledwie 92. Większość z nich powstawała poza mózgiem, przede wszystkim w wątrobie.
„Przez sto lat traktowaliśmy barierę krew-mózg jako zwykłą fizyczną przeszkodę chroniącą mózg przed toksynami. Odkrywamy, że jest to zaawansowany system, który wybiera odpowiednie białka z krwi, często pochodzące z odległych części organizmu, i dostarcza je do właściwych typów komórek mózgowych” - wyjaśnia dr Andrew Yang, kierujący badaniem.
Naukowcy ustalili, że bariera wykorzystuje wyspecjalizowane receptory do rozpoznawania i transportowania określonych białek. Co więcej, poszczególne substancje trafiają do konkretnych rodzajów komórek, w których pełnią różne funkcje.
„To przypomina system kodów pocztowych, który pomaga każdemu białku dotrzeć do właściwego miejsca” - tłumaczy dr Haoyue Zhou, pierwsza autorka publikacji.
W chorobie Alzheimera transport ochronnych białek zostaje zaburzony
Szczególne zainteresowanie badaczy wzbudziła apolipoproteina A1 (APOA1), białko wytwarzane między innymi w wątrobie. Po przedostaniu się do mózgu oddziałuje ono na astrocyty, czyli komórki wspomagające pracę neuronów.
APOA1 pobudza mechanizm pomagający utrzymywać prawidłowe połączenia między komórkami nerwowymi. Z wcześniejszych badań wiadomo, że zaburzenia tego procesu wiążą się ze zwiększonym ryzykiem choroby Alzheimera.
Naukowcy postanowili więc sprawdzić, co dzieje się z transportem białek w miarę rozwoju choroby.
Dotychczas wiadomo było, że w zaawansowanych stadiach Alzheimera bariera krew-mózg ulega uszkodzeniu, przez co do mózgu mogą przenikać szkodliwe substancje. Badania na myszach ujawniły jednak, że problemy zaczynają się wcześniej.
Jeszcze zanim bariera traci szczelność, ogranicza transport białek ochronnych, w tym APOA1. Towarzyszą temu uszkodzenia połączeń między neuronami, zmiany zachowania i inne wczesne objawy choroby.
„Zanim bariera zacznie przepuszczać do mózgu szkodliwe białka, przestaje przepuszczać te korzystne. System dostarczania substancji z organizmu do mózgu zaczyna zawodzić” - wyjaśnia dr Haoyue Zhou.
Badacze sprawdzili następnie, czy zwiększenie dostępności APOA1 może ograniczyć zmiany związane z chorobą. Wykorzystali myszy zmodyfikowane genetycznie tak, aby ich wątroby wytwarzały więcej tego białka.
Gdy większa ilość APOA1 docierała do mózgu, u zwierząt obserwowano mniej objawów charakterystycznych dla choroby Alzheimera.
Nowa droga do leczenia Alzheimera? Naukowcy chcą wykorzystać wątrobę
Odkrycie otwiera kilka możliwości dalszych badań nad terapiami chorób neurodegeneracyjnych. Jedną z nich jest pobudzanie produkcji ochronnych białek w narządach takich jak wątroba, aby zwiększyć ich dostępność dla mózgu.
Innym pomysłem jest wykorzystanie naturalnego systemu transportowego bariery krew-mózg do dostarczania leków bezpośrednio do określonych komórek nerwowych. Naukowcy pracują już nad zastosowaniem tego mechanizmu w nowych metodach leczenia.
„Choroba Alzheimera może nie zaczynać się wyłącznie w mózgu. Być może zaczyna się wtedy, gdy zostaje przerwany dopływ substancji z pozostałych części organizmu. Jeśli tak jest, możemy spróbować zwalczać chorobę, przywracając mózgowi to, czego został pozbawiony” - mówi dr Andrew Yang.
Na razie wyniki dotyczą badań na myszach. Nie wiadomo jeszcze, czy zwiększenie ilości APOA1 przyniosłoby podobne korzyści u ludzi. Odkrycie wskazuje jednak nowy kierunek poszukiwania terapii, które mogłyby chronić komórki nerwowe już we wczesnych stadiach choroby Alzheimera.
8
- Gladstone Institutes, „First atlas tracks proteins that cross the blood-brain barrier”, Medical Xpress, 11 listopada 2026 r.
- „The blood-brain barrier imports diverse neuroprotective proteins through pathways impaired early in Alzheimer's disease models”, „Cell”, 2026. DOI: 10.1016/j.cell.2026.10.039.
