СЕКРЕТ МОЛОДОСТІ: як працює «сопливий бар’єр»

Каролін Рут Бертоцці — американська хімікиня, нобелівська лауреатка (2022). Доктор філософії, професор Стенфордського університету / britannica.com

Чергові експерименти, проведені на мишах, підказали вченим, де шукати протиотруту від старості. У кровоносних судинах мозку виявили білковий захисний бар’єр. Він і є своєрідною «дамбою», яку атакують хвилі часу. «Гребля» руйнується — ми старіємо. Залишилося зрозуміти, чи можемо ми її «полагодити».

ДОПИТЛИВА НОБЕЛІАТКА

Автором сенсаційного експерименту є Каролін Бертоцці зі Стенфордського університету. Її внесок у сучасну науку незаперечний, що підтверджує здобута нею раніше Нобелівська премія з хімії. Вивчаючи мозок, Бертоцці звернула увагу на одну молекулу, про яку науці досі було мало що відомо.

За словами Каролін, вона залишалася невловимою для науки. Однак допитливий розум нобеліатки змусив заповнити цю прогалину й краще до неї придивитися. Саме цікавість дала поштовх до роботи стенфордської аспірантки Софії Ши, яка зосередила свій науковий інтерес на глікокаліксі — так називається молекулярний шар, що вистилає кровоносні судини.

«СОПЛИВИЙ БАР’ЄР» У КРОВОНОСНИХ СУДИНАХ

Формують його муцини — великі білкові молекули, що утворюють стійкі зв’язки одна з одною. Муцини покривають внутрішню частину кровоносних судин по всьому тілу. Їхні скупчення являють собою наповнену водою липку та слизьку гелеподібну субстанцію. За своїм зовнішнім виглядом глікокалікс дуже нагадує добре знайомий нам носовий слиз, який загалом теж виконує захисну функцію.

Він зволожує слизову оболонку і затримує пил, алергени, віруси, бактерії та грибки, які разом із вдихуваним повітрям намагаються пробратися в наш організм. Бертоцці припустила, що саме цей «сопливий бар’єр», який вистилає кровоносні судини мозку, стоїть на шляху процесу поступової деградації внутрішніх органів людини.

«ФОРТЕЦЯ», ЯКІЙ ПОТРІБЕН «РЕМОНТ»

Звісно, його не можна назвати єдиним інструментом, за допомогою якого наш організм захищається від шкідливого впливу старіння. Але він є найважливішою складовою цілої системи захисту – гематоенцефалічного бар’єру, що обмежує доступ шкідливих молекул із крові до мозку. Такі молекули спричиняють у мозку запалення, які призводять до хвороби Альцгеймера та інших не менш тяжких захворювань, що міцно асоціюються у нас зі старістю.

Вступаючи до клубу друзів Huxley, Ви підтримуєте філософію, науку та мистецтво

Приєднатися до клубу друзів

Відбувається це тому, що «сопливий бар’єр» руйнується. У стінах «муцинової фортеці» виникають отвори, в які спрямовуються шкідливі молекули, що постійно атакують мозок. Прояснивши роль муцинів, Каролін Бертоцці, звісно, поставила наступне запитання: чи можна за допомогою генної інженерії якимось чином «відремонтувати» цей «сопливий бар’єр»?

ВІДНОВИ БАР’ЄР, І СТАРІСТЬ ВІДСТУПИТЬ!

Науковці почали системне спостереження за тими процесами, які відбуваються з глікокаліксом у мозку лабораторних мишей. На кровоносних судинах молодих особин шар муцинів був товстим і соковитим. У старих мишей – тонким, більш сухим і неоднорідним. Крім цього, у старих кровоносних судин з’являвся дефіцит муцинів певного класу. У результаті «сопливий бар’єр» ставав більш проникним.

У старих мишей через пошкодження бар’єру починалися проблеми з навчанням і пам’яттю. Причина цих негараздів полягала в тому, що у ферментів, які виробляли муцин, була знижена активність. Щойно вчені посилювали вироблення цих ферментів, муциновий бар’єр відновлювався, запалення в мозку зменшувалося і миші починали набагато краще справлятися з тестовими завданнями.

ВЧЕНІ ЗАМИСЛИЛИСЯ ПРО «КОНТРАБАНДУ»

Робота, яку виконали під керівництвом Каролін Бертоцці вчені зі Стенфордського університету, відкриває для сучасної медицини нові можливості. Старіння — це концепція, яка може бути застосована не тільки до мозку. Вікові зміни в глікокаліксі кровоносних судин, найімовірніше, стосуються не лише мозку, а й зачіпають інші органи.

Наприклад, із цим може бути пов’язане зниження з віком функції нирок, які відповідають за фільтрацію крові. Бертоцці планує продовжити більш ретельне вивчення муцинів, оскільки вважає, що їхня роль у формуванні гематоенцефалічного бар’єру може виявитися ще більш активною і складною.

З одного боку, вони не дають певним молекулам проходити через стінки кровоносних судин. З іншого, науковці вважають, що муцини активно керують молекулами — якісь переміщують, а якісь, навпаки, вилучають з обігу. Бертоцці планує докопатися до суті цих процесів, щоб отримати можливість «контрабандою» доставляти потрібні ліки крізь «сопливий бар’єр».

Оригінальне дослідження: