Биохимики выяснили, что микроскопические пузырьки, вырабатываемые культурами нервных клеток, можно с очень высоким уровнем эффективности использовать для доставки произвольных биосенсорных молекул в центральную нервную систему. Это впервые позволило ученым проследить за нарушениями в круговороте энергии в мозге мышей с болезнью Альцгеймера, сообщила пресс-служба Американского химического общества (ACS).

"Разработанная нами методика транспортировки сенсорных молекул в клетки мозга значительно превосходит по эффективности проникновения барьера между нервной системой и кровотоком все существующие системы доставки нуклеиновых кислот. Ее высокая эффективность впервые позволила нам раскрыть уникальные аномалии в выработке молекул АТФ, "энерговалюты" клеток, в основании гиппокампа и в коре мозга мышей с болезнью Альцгеймера", - пишут исследователи.

Эта технология была разработана группой американских биохимиков под руководством профессора Университета штата Техас в Остине Лу И при изучении того, как гематоэнцефалический барьер (ГЭБ), отделяющий центральную нервную систему от кровотока, взаимодействует с так называемыми экзосомами. Так биологи называют обособленные микроскопические пузырьки, которые используются клетками для транспортировки различных молекул и химических сигналов, в том числе и различных сигнальных молекул.

Американские биохимики обнаружили, что некоторые экзосомы, вырабатываемые нервными клетками, могут свободно проникать через ГЭБ, что натолкнуло ученых на мысль использовать эти наноструктуры для адресной доставки различных молекул в ткани мозга. Руководствуясь этой идеей, исследователи получили большое число экзосом при помощи культуры нейронов и наполнили их множеством молекул-биосенсоров на базе нитей ДНК, вырабатывающих свечение при контакте с молекулами АТФ.

Для проверки работы этих наноструктур исследователи создали своеобразный аналог тканей живого мозга, состоящий из прослойки клеток сосудов и спрятанных под ними нейронов. Последующие тесты подтвердили, что экзосомы с биосенсорами активно проникали через этот аналог ГЭБ и доставляли в нервные клетки нити ДНК, распознающие молекулы АТФ. В этом отношении она вчетверо превзошла уже существующие системы транспортировки молекул в ткани мозга на базе жировых наночастиц.

Как отмечают ученые, высокая эффективность работы экзосом позволила впервые проследить за тем, как нарушается выработка молекул АТФ в мозге мышей с болезнью Альцгеймера. Оказалось, что клетки их коры и основания гиппокампа, двух крайне уязвимых для деменции регионов мозга, производили необычно мало молекул АТФ, в 1,3-1,4 раза ниже нормы, что подтверждает гипотезу о важной роли сбоев в круговороте энергии в развитии болезни Альцгеймера, подытожили ученые.

Источник: ТАСС