Μια νέα μελέτη από ερευνητές του Πανεπιστημίου του Ιλινόις στο Σικάγο αποκαλύπτει πώς ο αιματοεγκεφαλικός φραγμός γίνεται πιο διαπερατός με την ηλικία, συμβάλλοντας σε ελλείμματα μνήμης.
Η μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο Cell Reports, αποκάλυψε τους μοριακούς μηχανισμούς πίσω από αυτή τη διαδικασία και θα μπορούσε να προσφέρει νέους θεραπευτικούς στόχους για την αντιμετώπιση της γνωστικής παρακμής νωρίτερα στη διαδικασία γήρανσης.
Ο αιματοεγκεφαλικός φραγμός είναι ένα στρώμα κυττάρων που καλύπτει τα αιμοφόρα αγγεία του εγκεφάλου και κρατά έξω τους ιούς, τα βακτήρια και τις τοξίνες, ενώ επιτρέπει την είσοδο χρήσιμων θρεπτικών συστατικών και χημικών ουσιών. Μια βασική δομή του αιματοεγκεφαλικού φραγμού είναι οι στενοί κόμβοι που λειτουργούν ως γέφυρες μεταξύ των κυττάρων, περιορίζοντας την είσοδο μορίων. Μια πρωτεΐνη που ονομάζεται οκλουδίνη (occludin) βοηθά στην εκπλήρωση αυτού του ουσιώδους ρόλου.
«Είναι μια εξαιρετικά ρυθμιζόμενη διαδικασία που επιτρέπει σε ορισμένα μόρια να περάσουν και σε άλλα να παραμείνουν στην κυκλοφορία του αίματος», δήλωσε η Yulia Komarova, αναπληρώτρια καθηγήτρια του Πανεπιστημίου του Ιλινόις στο τμήμα φαρμακολογίας και αναγεννητικής ιατρικής στο Κολλέγιο Ιατρικής και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης. «Βασικά, είναι ένας μηχανισμός που διαχωρίζει το κεντρικό νευρικό σύστημα από όλα τα άλλα».
Όμως, όπως πολλές φυσιολογικές διεργασίες, ο αιματοεγκεφαλικός φραγμός αρχίζει να δυσλειτουργεί καθώς μεγαλώνουμε -γίνεται πιο διαρρέων. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε αλλαγές στη μνήμη ήδη από τη μέση ηλικία, είπε η Komarova. Το πώς ακριβώς συμβαίνει αυτό είναι ασαφές.
Σε προηγούμενη έρευνα, η Komarova και οι συνάδελφοί της εξέτασαν τι συνέβαινε εάν διαγράφανε μια πρωτεΐνη που ονομάζεται Ν-καδερίνη από τα κύτταρα που καλύπτουν τα αιμοφόρα αγγεία. Αυτό έκανε τα αγγεία πιο διαπερατά στους πνεύμονες και τον εγκέφαλο.
Στη νέα μελέτη, η Komarova συνεργάστηκε με τον Leon Tai, αναπληρωτή καθηγητή ανατομίας και κυτταρικής βιολογίας στο Κολλέγιο Ιατρικής, για να διαπιστώσει εάν αυτή η διαρροή είχε κάποια επίδραση στη μνήμη. Τα ποντίκια χωρίς λειτουργική Ν-καδερίνη μπορούσαν να μάθουν εργασίες τόσο καλά όσο τα φυσιολογικά ποντίκια, αλλά γρήγορα ξέχναγαν ό,τι είχαν μάθει.
Μια πιο προσεκτική ματιά στους εγκεφάλους αυτών των ποντικών έδειξε ότι το πρόβλημα συνδεόταν με μια πρωτεΐνη που ονομάζεται οκλουδίνη, η οποία βοηθά στο σχηματισμό στενών συνδέσεων στον αιματοεγκεφαλικό φραγμό.
Τόσο οι ηλικιωμένοι εγκέφαλοι όσο και οι νεαροί εγκέφαλοι που δεν είχαν Ν-καδερίνη είχαν λιγότερες αποφρακτικές συνδέσεις, με αποτέλεσμα ένα πιο διαπερατό φράγμα. Μοριακά πειράματα έδειξαν πως όταν οι πρωτεΐνες Ν-καδερίνης σε γειτονικά κύτταρα αιμοφόρων αγγείων αλληλεπιδρούν, ενεργοποιούν μια οδό σηματοδότησης που σταθεροποιεί την οκλουδίνη, βοηθώντας στη διατήρηση της ακεραιότητας του αιματοεγκεφαλικού φραγμού.
Η Komarova συνεργάστηκε με τον Δρ. Jeffrey Loeb, επικεφαλής νευρολογίας και αποκατάστασης στο Κολλέγιο Ιατρικής, και εξέτασε ανθρώπινο εγκεφαλικό ιστό από το NeuroRepository του πανεπιστημίου που συλλέχθηκε κατά τη διάρκεια χειρουργικών επεμβάσεων επιληψίας.
Συγκρίνοντας δείγματα από νεότερους ασθενείς (από τα τέλη της εφηβείας έως τα 20) με δείγματα από ασθενείς μέσης ηλικίας (40 έως 50), διαπίστωσαν ότι η μεγαλύτερη σε ηλικία ομάδα είχε μειωμένα επίπεδα τόσο της N-καδερίνης όσο και της οκλουδίνης, αντικατοπτρίζοντας τα ευρήματα στα ποντίκια.
Η μελέτη είναι η πρώτη που εξετάζει πώς η σηματοδότηση που ενεργοποιείται από την N-καδερίνη ελέγχει την οργάνωση των στενών συνδέσμων που εμπλέκονται στη διαπερατότητα του αιματοεγκεφαλικού φραγμού.
Επειδή αυτά τα ελλείμματα αρχίζουν να εμφανίζονται στη μέση ηλικία, αρκετά νωρίς στη διαδικασία της γνωστικής γήρανσης, δεν είναι «πολύ αργά για να ξεκινήσει η θεραπεία», δήλωσε η Komarova.
Η ομάδα της διερευνά τώρα εάν τα βήματα στην οδό σηματοδότησης που ενεργοποιούνται από την N-καδερίνη θα μπορούσαν να αποτελέσουν θεραπευτικούς στόχους.
«Αυτή η εργασία δείχνει ότι στην πραγματικότητα μπορεί να υπάρχει ένα πολύ μεγαλύτερο θεραπευτικό παράθυρο για τη θεραπεία οποιασδήποτε πάθησης γνωστικής παρακμής που σχετίζεται με την ηλικία», είπε.
Περισσότερες πληροφορίες: Quinn Lee et al, Deficiency in N-cadherin-Akt3 signaling impairs the blood-brain barrier, Cell Reports (2025). DOI: 10.1016/j.celrep.2025.115831.
