I ricercatori sviluppano la nuova molecola che lega al sistema cerebrovascolare

Il brasiliano ed i ricercatori degli Stati Uniti hanno sviluppato una molecola chiamata FRW che, nelle prove con i mouse, ha provato capace dell'associazione ai vasi sanguigni nel cervello ma non in altri organi una volta iniettato nella circolazione sanguigna. Hanno usato la tecnica per produrre la mappa completa mai vista del sistema vascolare del cervello, aprente la strada per la creazione delle strategie e delle terapie diagnostiche innovarici della rappresentazione per le malattie quali Alzheimer e Parkinson.

La ricerca è stata supportata dalle fondamenta di ricerca di São Paulo - FAPESP e piombo da Ricardo José Giordano, un professore all'università di istituto della chimica di São Paulo (IQ-USP) nel Brasile e testa del suo laboratorio di biologia vascolare. I risultati sono pubblicati negli atti dell'Accademia nazionale delle scienze (PNAS).

Giordano ha spiegato, l'ostacolo principale allo sviluppo delle droghe capaci dell'associazione ai vasi sanguigni nel cervello è la barriera ematomeningea, un limite cellulare a permeabilità selettiva che protegge il sistema nervoso centrale dalle sostanze potenzialmente tossiche nella circolazione sanguigna. Tuttavia, questa ricerca indica che FRW lega precisamente alle giunzioni endoteliali delle cellule nella barriera ematomeningea.

Oltre a produrre una mappa completa del sistema vascolare del cervello, quindi, la nuova tecnica potrebbe anche essere usata per individuare il genere di spazio nella barriera ematomeningea che può essere una delle cause delle malattie neurodegenerative quali Alzheimer e Parkinson.

“Teoricamente parlando, se FRW non lega al sistema cerebrovascolare, è un segno che la barriera è alterata,„ Giordano ha detto.

Per svolgere lo studio, i ricercatori hanno usato una libreria dei batteriofagi, solitamente chiamata fagi - virus che infettano i batteri e possono essere usati per consegnare le molecole perché sono inoffensive ad altri organismi.

“Ciascuno dei fagi nella libreria è stato modificato dall'ingegneria genetica per avere un peptide di superficie differente [pezzo della proteina] da quella del virus originale. Questo peptide porta un indicatore che è individuato quando lega alle proteine specifiche, è essi nel sistema cerebrovascolare, in tumori, in reni o in altre regioni dell'organismo,„ Giordano ha detto.

La tecnica è conosciuta come dei fagi video ed estratto il premio Nobel 2018 in chimica per i sui creatori, George P. Smith e Gregory P. l'Winter. Visualizzazione dei fagi in primo luogo descritta di Smith nel 1985. Nella seguente decade, la tecnica si è adattata per l'applicazione agli animali vivi da Renata Pasqualini, un ricercatore Brasiliano-nato alla Rutgers University negli Stati Uniti ed uno degli autori dell'articolo in PNAS.

La ricerca piombo da Giordano ha cominciato nel 2011 come componente di un progetto per cui fondamenta di ricerca di São Paulo - FAPESP ha assegnato una borsa scientifica di inizio alla palude Fenny Tang, primo autore di Hui dell'articolo. Tang ha continuato a mettere a fuoco su questo interesse della ricerca per la sua lastra ed ancora per il suo dottorato, recentemente completato a IQ-USP.

FAPESP egualmente ha fornito il finanziamento a Giordano via un giovane ricercatore Grant e sussidio per la ricerca regolare.

Per arrivare alla molecola, i ricercatori hanno iniettato i mouse con un'intera libreria che comprende circa 10 miliardo fagi differenti. I virus modificati hanno circolato nella circolazione sanguigna e sebbene la maggior parte si eliminassero dall'organismo, da un certo limite al sistema vascolare degli organi differenti e dai tessuti, compreso la barriera ematomeningea.

Questi fagi sono stati recuperati dai cervelli degli animali e sono stati coltivati in batteri in modo che si moltiplicassero. I fagi di prossima generazione sono stati iniettati in altri mouse per migliorare la selezione. Dopo tre cicli, circa 3.000 fagi limitano ai vasi sanguigni nel cervello.

“La procedura di selezione è stata estratta dai peptidi con la maggior parte della affinità con il sistema cerebrovascolare perché hanno moltiplicato il la maggior parte,„ Giordano ha spiegato.

Dai 3.000 peptidi dispari che limitano alla barriera ematomeningea, 1.021 hanno contenuto una sequenza di tre amminoacidi: fenilalanina, arginina e triptofano (FRW).

“Abbiamo trovato questa sequenza per essere un indicatore panvascular per il cervello, poiché riconosce tutti i vasi sanguigni del cervello,„ Giordano abbiamo detto. “Tuttavia, non lega ai vasi sanguigni in altri tessuti che sono egualmente protetti da una barriera, come quelli nel colon e nei testicoli.„

Giordano ed il suo gruppo sono stati sorpresi trovare che FRW non ha legato ai vasi sanguigni nella retina, fino ad ora considerata un'estensione del sistema nervoso centrale.

“La barriera che protegge i vasi sanguigni nella retina è stata creduta per essere molto simile o persino identica alla barriera ematomeningea, ma ai noi ha scoperto una differenza, almeno in mouse, grazie a questa molecola,„ ha detto. Questa individuazione solo piombo alla più ricerca sulla barriera della sangue-retina.

Molecola sintetica

I ricercatori a IQ-USP hanno provato senza successo ad usare le tecniche biochimiche per identificare il ricevitore cellulare a cui i fagi limitano, in modo da hanno collaborato con i colleghi all'istituto di Adolpho Lutz a São Paulo che si specializzano nella microscopia elettronica di trasmissione (TEM). Questo gruppo non solo li ha aiutati per vedere la molecola nei cervelli degli animali vivi ma egualmente ha dimostrato che i fagi limitano alle giunzioni endoteliali delle cellule nella barriera ematomeningea. Le giunzioni responsabili sono conosciute come “strettamente„ perché impediscono tutte le sostanze non Xeros, compreso l'acqua, l'attraversamento della barriera ematomeningea.

“Ora dobbiamo studiare il fenomeno, mentre che la struttura si compone di parecchie molecole,„ Giordano ha detto più dettagliatamente.

Il punto seguente sarà di sintetizzare il peptide e vedere se la versione producesse in laboratorio agisce lo stesso modo di FRW in mouse. I ricercatori ritengono che la versione sintetica egualmente leghi ai vasi sanguigni nel cervello ma non abbia potuta vedere questo in vivo.

Un altro orientamento futuro sarà di esplorare altri peptidi che non contengono FRW e non selezionano quelli che rimangano nelle regioni specifiche del cervello, quali il cervelletto, il bulbo olfattivo e gli emisferi, permettendo i test diagnostici più specifici in futuro.

Sorgente: http://agencia.fapesp.br/new-molecule-maps-cerebrovascular-system/30431/