Rewolucja: antyciało-lekarstwo zdolne do przenikania do mózgu

Przeciwciała, molekuły o bardzo silnym potencjale terapeutycznym, nie mogą generalnie przenikać do mózgu, ale pewni naukowcy właśnie opracowali metodę pozwalającą usunąć tę przeszkodę. Ta rewolucyjna strategia ma pozwalać na skuteczniejsze leczenie choroby Alzheimera, ale może również znaleźć zastosowanie w przypadku wielu innych chorób mózgowych.

Mózg jest wyposażony w barierę, nazywaną barierą krew-mózg (czyli między krwią i mózgiem), która służy do skutecznego filtrowania molekuł, wirusów oraz bakterii, aby maksymalnie ograniczyć możliwość infekcji albo uszkodzeń.

Ale ten system biologiczny, raczej dość zmyślny, posiada jedną znaczącą wadę: czyli fakt, że nie pozwala on na rozprowadzanie licznych molekuł terapeutycznych, które mogłyby wyleczyć niektóre choroby centralnego układu nerwowego.

Ta izolacja między naczyniami krwionośnymi i mózgiem jest możliwa dzięki dużej agregacji komórek, które stanowią ścianę układu naczyniowego. Komórki krwi endotelialne są w rzeczywistości przyklejone jedna do drugiej, dzięki obecności licznych, ściśniętych połączeń, które czynią nieprzepuszczalną przestrzeń międzykomórkową, poza wszystkimi maleńkim molekułami, takimi jak molekuły wody.

Aby mózg mógł być odżywiany, a także aby mógł on się uwolnić z zanieczyszczeń, powinien więc mimo wszystko pozwalać na przechodzenie poprzez komórki krwi endotelialne, dzięki bardzo ściśle kontrolowanym systemom transportu śródkomórkowego, aktywnym bądź pasywnym.

Zablokowanie β-sekretazy

Trudno jest, w tych warunkach, wysyłać do mózgu bardzo duże molekuły, takie jak przeciwciała, których waga molekularna zbliża się do 150 kilodaltonów (czyli ponad osiem razy więcej niż waga molekularna molekuły glukozy!).

Aczkolwiek, przeciwciała zdają się mieć potencjał niezbędny do walki z chorobą Alzheimera tam, gdzie inne molekuły okazały się w końcu jedynie mało skuteczne albo były przyczyną efektów ubocznych. A to dlatego, iż antyciała działają w sposób ekstremalnie specyficzny, ponieważ rozpoznają one jeden unikatowy antygen.

Dlatego też, idealnie by było, gdyby można było zahamować konkretnie działanie β-sekretazy, enzymu, który produkuje peptydy β-amyloidowe, poprzez ucinanie większej proteiny (proteiny-prekursora proteiny β-amyloidowej). W ten sposób jest ona związana z akumulacją płytek starczych w mózgu, charakterystycznych dla choroby neurodegeneracyjnej, i stanowi ona idealny cel terapeutyczny.

Dwa przeciwciała o dwóch różnych ramionach

Dwie ekipy badawcze ze Stanów Zjednoczonych, z firmy Genetech, opublikowały jednocześnie rezultaty swoich prac w przeglądzie naukowym Science Translational Medicine, dotyczące niekonwencjonalnej metody leczenia choroby Alzheimera.

Zespoły te skupiły się w rzeczywistości na produkcji ludzkiego przeciwciała monoklonalnego (w którym wszystkie molekuły są identyczne), trochę szczególnego, ponieważ posiadałoby ono dwa różne ramiona, a każde zdolne do rozpoznawania szczególnego antygenu (podczas gdy klasyczne przeciwciało posiada dwa identyczne ramiona).

Pierwsze ramię zostało wymyślone tak, aby rozpoznawało specyficznie i hamowała aktywność beta-sekretazy. Zresztą, wstrzyknięte myszom i naczelnym (nieludziom), przeciwciało to jest nie tylko bardzo specyficzne, ponieważ atakuje jedynie beta-sekretazę 1 (a nie beta-sekretazę 2, ani katepsynę D, które są jednak bardzo bliskimi enzymami), ale poza tym, redukuje on skutecznie ilość peptydów beta-amyloidowych w organizmie, oraz w nieco mniejszym stopniu w mózgu.

Kwestia równowagi

Aby wymusić wejście przeciwciała anty-β-sekretazy do mózgu, drugi zespół zainteresował się ulepszeniem drugiego ramienia przeciwciała.

Inspirując się sposobem przenikania atomów żelaza do mózgu, które są transportowane poprzez barierę krew-mózg przez enzym transferynę, badacze wyposażyli przeciwciało w ramię, które rozpoznawało ten rodzaj transportera.

Ale wszystko jest kwestią równowagi: jeśli rozpoznanie jest zbyt silne, przeciwciało pozostaje przytwierdzone do transferyny, bez docierania aż do mózgu. Badacze więc spróbowali zmniejszyć zgodność przeciwciała z enzymem. A ta technika zdaje się funkcjonować!

Przeciwciała są więc ciągle transportowane przez transferynę, ale mogą być również odrzucone poza przekroczoną barierą. Są one dzięki temu dziesięć razy liczniejsze i mogą kierować się do mózgu... a przede wszystkim, zmniejszają tam one o połowę ilość peptydów amyloidowych!

Jeśli te zachęcające rezultaty potwierdzą się u człowieka, mogą one mieć ogromny wpływ na przyszłe strategie terapeutyczne, tak samo jak i na chorobę Alzheimera, a także wiele innych chorób, gdzie główny problem leży również w mózgu.