Ein Forschungsteam hat eine neue Karte des Proteintransports der Blut-Hirn-Schranke veröffentlicht.
Kartierung des Proteintransports
Bislang ging die Forschung davon aus, dass die Blut-Hirn-Schranke primär undurchlässig ist und erst im Zuge von Erkrankungen schadhaft wird. Das Team um Haoyue Zhou vom Gladstone-Institute of Neurological Disease in San Francisco, Kalifornien, hat nun in Versuchen mit Mäusen erstmals umfassend kartiert, welche körpereigenen Proteine die Blut-Hirn-Schranke überwinden.
Eine neue Untersuchung zeigt nun ein aktives Transportsystem. Von 861 im Blut verfolgten Proteinen überwanden 92 die Barriere, wie Forschende im Fachmagazin Cell berichten.
Die analysierten Proteine stammen überwiegend aus entfernten Organen wie der Leber, dem Fettgewebe und dem Darm. Die Blut-Hirn-Schranke agiert dabei als selektiver Torwächter, der mithilfe spezialisierter Rezeptoren bestimmte Plasmaproteine identifiziert und ins Gehirn transportiert.
„Wir betrachten Blutproteine als Botenstoffe, die Signale aus entfernten Körperregionen übermitteln,“ erklärte Haoyue Zhou vom Gladstone-Institute of Neurological Disease in San Francisco. Die Zellen der Blut-Hirn-Schranke lassen nur diejenigen ins Gehirn, die das Gehirn wirklich benötigt, so Zhou.
Die ins Gehirn eingeschleusten Proteine werden dort an bestimmte Zelltypen weitergeleitet, wo sie jeweils eigene Aufgaben erfüllen. „Es ist wie ein molekulares Postleitzahlsystem, das jedem Protein hilft, sein vorgesehenes Ziel zu erreichen“, sagt Zhou.
Störung bei Alzheimer-Modellen
Bei genetisch veränderten Mäusen, die als Modell für Alzheimer dienen, zeigte sich eine frühzeitige Störung dieses Systems. Noch bevor die Barriere unspezifisch durchlässig wird, bricht der aktive Import nützlicher Proteine wie APOA1 ein.
„Die Versorgungslinie des Gehirns vom Körper aus beginnt zu versagen,“ erläuterte Zhou. Der gestörte Transport von APOA1 ins Gehirn ging bei den Mäusen mit einem Abbau neuronaler Verbindungen sowie mit alzheimertypischen Verhaltensänderungen einher.
Wenn mehr APOA1 ihren Weg über die Blut-Hirn-Schranke ins Gehirn fand, zeigten die Mäuse weniger Alzheimer-Krankheits-bezogene Marker. Beispielsweise hatten sie einen reduzierten Fettaufbau in Astrozyten und niedrigere Werte entzündlicher Moleküle.
Die Arbeit des Teams zeigt: Die Blut-Hirn-Schranke importiert aktiv Proteine, die das Gehirn zum Funktionieren benötigt. Der Verlust dieser Proteine treibt die zu Beginn der Erkrankung beobachtete Dysfunktion an.
Unser früherer Bericht: Studie zu Blutproteinen: Gealtertes Gehirn verdreifacht Alzheimer-Risiko
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