Как связаны морские миноги и опухоли мозга? Ответ на этот вопрос могли бы дать лишь философы. Впрочем, биомедицинские инженеры из Висконсинского университета в Мадисоне тоже смогли, правда, ту самую связь им пришлось сначала создать.

Дело в том, что миноги и люди имеют сходную иммунную систему. Вот только миноги производят не антитела для нейтрализации угроз, а небольшие защитные молекулы в форме полумесяца, называемые VLR. Но в целом идея такая же, как и в случае известных нам антител: молекулы VLR прикрепляются к чужакам (как антитела к антигенам) и не дают им спокойно существовать.

Купить
от руб.

Купить

Исследователи попробовали выяснить, не найдется ли у миног таких защитных молекул, которые бы реагировали на внеклеточный матрикс мозга человека, представляющий собой сеть из полисахаридов и белков в пространствах между нейронами. Некоторые данные подтверждают, что разрушение внеклеточного матрикса мозга способствует улучшению мозговой деятельности.

Исследователи «прививали» миног компонентами внеклеточного матрикса мозга, а затем внимательно наблюдали, просеивая многие тысячи VLR, чтобы найти тот, который будет специфически соединяться с чужаком-матриксом. В итоге искомый VLR был найден. Учитывая, что эту молекулу можно нагрузить лечебными препаратами, исследователи увидели путь к лечению множества заболеваний мозга: опухоли, рассеянный склероз, болезнь Альцгеймера, инсульт или даже травмы.

Но как доставить клетки миног в настоящий живой мозг, ведь на пути неизбежно возникнет гемато-энцефалический барьер? На этот вопрос у ученых тоже был готов ответ. Они сослались на тот известный факт, что при заболеваниях мозга, будь то опухоли, рассеянный склероз или болезнь Альцгеймера гемато-энцефалический барьер нарушается. Образуются своего рода «дырыки в заборе», через которые в мозг может попасть что-то достаточно крупное, что раньше попасть внутрь не могло: например, белки бета-амилоида или иммунные молекулы миноги.

Итак, схема такова. Молекулы VLR, нацеленные на внеклеточный матрикс мозга, подбираются к мозгу и проникают в него сквозь те самые щели гемато-энцефалического барьера. Важно то, что разрежение барьера появляется там, где мозг в наибольшей степени подвергается деградации. Это значит, что потенциальные лекарства будут доставляться прицельно именно туда, где они нужны больше всего. Красиво, правда?

Исследователи попытались осуществить все это на мышах с глиобластомой, получилось вполне успешно: выживаемость мышей увеличилась вдвое. Важно отметить, что в эксперименте на мышах молекулы, вырабатываемые миногой не накапливались в здоровой ткани мозга или других органах, а сосредотачивались в опухоли. Столь целенаправленная доставка особенно важна при лечении рака, поскольку многие виды терапии часто вызывают тяжелые побочные реакции из-за неизбирательного воздействия на здоровые клетки.

В будущем исследователи планируют связать молекулы, нацеленные на внеклеточный матрикс, с дополнительными противораковыми препаратами, такими как иммунотерапевтические агенты, которые активируют собственную иммунную систему пациента для разрушения опухолей. Также видится многообещающим использование молекул миноги в качестве диагностического инструмента для выявления утечек в гемато-энцефалическом барьере.