Vasi sanguigni che perdono la loro capacità di proteggere il midollo spinale da tossine possono svolgere un ruolo nello sviluppo della sclerosi laterale amiotrofica, meglio conosciuta come SLA o morbo di Lou Gehrig, secondo una ricerca pubblicata nel numero di aprile di Nature Neuroscience.
I risultati segnano la prima volta che gli scienziati si sono registrati cambiamenti molecolari che si verificano molto tempo prima che le cellule nervose chiave cominciano a morire. La scoperta inaspettata apre un nuovo fronte negli studi di SLA, una malattia in cui i motoneuroni del midollo spinale muoiono per ragioni sconosciute, con conseguente muscoli drammaticamente indebolita. I pazienti perdono la loro forza, la loro capacità di muoversi o di deglutire, e alla fine perdono la loro capacità anche di respirare. La maggior parte dei pazienti che vivono solo pochi anni dopo la diagnosi.
"Riteniamo che questi cambiamenti contribuiscono a o, eventualmente, avviare l'insorgenza della SLA", ha detto l'autore Berislav Zlokovic, MD, Ph.D., della University of Rochester Medical Center . "E 'chiaro che questi cambiamenti si verificano prima della perdita di neuroni, ed è ben noto che i tipi di modifiche che stiamo vedendo sicuramente ferire o uccidere questi tipi di cellule, che sono estremamente sensibili al loro ambiente biochimico".
I risultati, scoperte studiando i topi mutanti che hanno una forma ereditaria della malattia, sono state fatte da una collaborazione di neuroscienziati della University of Rochester Medical Center in collaborazione con un team di esperti SLA presso l'Università della California a San Diego. Zlokovic, un pioniere per imparare sistema vascolare del corpo ha un ruolo nelle malattie neurodegenerative come il morbo di Alzheimer e sclerosi laterale amiotrofica, ha guidato il team, e il primo autore è ricercatore post-dottorato Zhihui Zhong, Ph.D.
Mentre è improbabile che le nuove scoperte aiuteranno i pazienti SLA immediatamente, i risultati aprono un modo nuovo e inaspettato di pensare alla malattia. Zlokovic squadra è attualmente testando in laboratorio un composto che può aiutare a sigillare i vasi che perde e proteggere i neuroni bersaglio SLA.
Il team ha studiato i topi con una mutazione in un gene per la superossido dismutasi 1 (SOD-1), che nelle persone sane e topi svolge un ruolo importante mantenere le cellule al sicuro da molecole dannose note come radicali liberi. Gli scienziati stimano che le mutazioni SOD-1 svolgono un ruolo in un piccolo numero di casi di SLA complessiva nelle persone, circa un quarto del 10 per cento circa di casi che vengono ereditati. Ma questi casi di fornire una finestra unica per studiare passi iniziali della malattia.
Nel Neuroscienze Natura di carta, il gruppo dal Centro di Rochester per disturbi cerebrali neurodegenerative e vascolari e UCSD hanno mostrato che una rottura nella barriera naturale tra il sangue e il midollo spinale si rompe presto nei topi destinati a ottenere la SLA, molto prima che le cellule nervose appaiono ammalano o muoiono.
In questo lavoro, il team ha dimostrato che la barriera tra il sangue e il midollo spinale indebolisce in tutti e tre i tipi di base genetica casi di SLA che coinvolgono SOD-1 mutazioni, permettendo sostanze tossiche di inondare nel midollo spinale e influenzano direttamente i neuroni.
Questa barriera è di fondamentale importanza per la salute del nostro sistema nervoso centrale, che è trattato come il sancta sanctorum del corpo. Come una vettura ad alte prestazioni razza che esige una scelta di carburante, i nostri neuroni funzionano bene solo se l'ambiente chimico nel cervello e nel midollo spinale è proprio mantenuta all'interno di un rigoroso, serie limitata di condizioni.
Sostenere che l'ambiente seleziona, il corpo ha barriere rigide o gateway per le sostanze in entrata o in uscita dal sistema nervoso centrale. I vasi sanguigni attraversano il nostro cervello e del midollo spinale e la fornitura di ossigeno e altre sostanze nutritive, e il rivestimento di quei vasi sanguigni costituisce una barriera biochimica per proteggere il sistema nervoso centrale dalle tossine, cellule infiammatorie, globuli rossi, prodotti del sangue, e una varietà di altri insulti potenziale tossico.
La barriera tra il sangue e il midollo spinale non è una stand-alone struttura che mantiene tutte le sostanze di distanza dal midollo spinale. Piuttosto, la "barriera" parola descrive un reticolo molecolare elaborato che riveste la parte interna dei vasi sanguigni che si intrecciano per tutto il midollo spinale. I controlli reticolo che le molecole possono attraversare dal sangue ai neuroni nel midollo spinale, e quali no. E 'un po' come rete con aperture molto piccole che rivestono l'interno dei vasi sanguigni.
Ossigeno e sostanze nutritive molti ottenere l'OK per passare attraverso la barriera in quantità misurata. E la barriera accetta prontamente rifiuti prodotti dal midollo spinale, li trasporta lontano dal sistema nervoso centrale e, infine, fuori dal corpo. Ma la "rete" dovrebbe essere tesa e dovrebbe bar sostanze nel sangue che non hanno nulla da essere vicino neuroni.
Il team ha scoperto che una mutazione SOD-1 interrotto elementi fondamentali nella barriera. Essenzialmente, le mutazioni allentato il reticolo, creando grandi buchi nella barriera che ha permesso intrusi molecolare di passare dal sangue al midollo spinale.
I topi con la mutazione avevano bassi livelli di tre tipi di "proteine stretto raccordo" che sono componenti chiave della barriera: ZO-1, occludin e claudina-5. Nei topi appena due mesi, il numero di queste proteine importante nodo stretto nei rivestimenti dei vasi sanguigni sono stati ridotti di circa la metà, dal 40 al 60 per cento, consentendo il reticolo per allentare anomalo.