Podróż w głąb mózgu

Bariera krew-mózg jest najważniejszą naturalną barierą ochronną w ludzkim ciele. Uniemożliwia przeniknięcie do móz[-]gu szkodliwym substancjom, bakteriom lub wirusom. Bywa jednak i tak, że staje się przeszkodą w skutecznym leczeniu – szczególnie chorób neurologicznych. Dlaczego? Po prostu wiele leków aplikowanych do krwiobiegu pacjenta w formie tabletek lub zastrzyków nie może pokonać tej tarczy ochronnej. W efekcie substancje, które mogłyby wyleczyć chorobę Parkinsona, Alzheimera czy udar, nie docierają do celu.

Naukowcy od dawna szukają dróg, którymi leki można by dostarczyć do mózgu z pominięciem bariery krew-mózg. Wypróbowaną, choć mocno inwazyjną, metodą jest wywiercenie w czaszce pacjenta otworu, przez który lek podaje się wprost do chorych tkanek. Ale jest i inna metoda. Od ponad 20 lat testuje ją farmakolog William Frey II, dyrektor Alzheimer Research Center w Saint Paul, w USA. W tym wypadku droga wiedzie przez nos.

Komórki macierzyste w sprayu
William Frey udowodnił już wielokrotnie, że niektóre substancje przedostają się z jamy nosowej przez nerw węchowy wprost do mózgu. Naukowcy mają nadzieję, że właśnie tą drogą będzie można w przyszłości leczyć wiele chorób neurologicznych. Byłby to wręcz przełom: lekarstwo na chorobę Parkinsona w postaci sprayu do nosa byłoby nie tylko o wiele subtelniejsze od dzisiejszych metod, ale również tańsze i pozbawione ryzyka, jakie zawsze niesie operacja. Poza tym terapię z użyciem sprayu można by wielokrotnie powtarzać.

Frey wraz z autorami tego artykułu badał w Klinice Uniwersyteckiej w Tybindze, czy w identyczny sposób nie dałoby się transportować do mózgu pacjenta także jego własnych komórek. To ważne, ponieważ wiele chorób neurodegeneracyjnych, w tym choroby Alzheimera i Parkinsona, usiłuje się dziś leczyć przy pomocy tzw. dojrzałych mezenchymalnych komórek macierzystych (ang. mesenchymal stem cells, MSC). Okazuje się, że są one w stanie przekształcić się w wiele różnych komórek organizmu, dzięki czemu przynajmniej częściowo udaje się powstrzymywać obumieranie neuronów. Ponieważ MSC, jako komórki prekursorowe, pochodzą ze szpiku kostnego pacjenta, jego układ odpornościowy nie odrzuca ich. Ponadto nie pojawiają się etyczne wątpliwości, powszechne w przypadku pozyskiwania komórek macierzystych z embrionów.

W 2008 roku autorzy tego artykułu udowodnili, że dojrzałe komórki macierzyste rzeczywiście mogą dotrzeć do mózgu przez nos. W badaniu, którym kierował Richard Schäfer, naukowcy oznaczyli specjalnym barwnikiem komórki wyizolowane ze szpiku kostnego szczurów. Roztwór zawierający te komórki wkropiono następnie do jam nosowych zwierząt. Przy pomocy specjalnego mikroskopu naukowcy mogli teraz prześledzić wędrówkę oznaczonych komórek od nosa do mózgu badanego gryzonia. Okazało się, że już po 60 minutach kilkaset komórek macierzystych dotarło do kory mózgowej!

Oznaczone komórki najpierw zebrały się w węchowej błonie śluzowej w górnym obszarze jamy nosowej. Tam blaszka sitowa (Lamina cribrosa), która jest najważniejszą warstwą kości sitowej, rozdzielającej jamę nosową od jamy czaszki, zablokowała im drogę do mózgu. W tej blaszce znajduje się jednak wiele mikroskopijnych otworów, przez które zakończenia nerwu węchowego przechodzą do jamy nosowej. Wzdłuż tych pasm nerwowych znajdują się komórki kości sitowej, sięgające do opuszki węchowej (Bulbus olfactorius), struktury mózgu leżącej niżej, bezpośrednio nad jamą nosową. Tą drogą komórki macierzyste dotarły do ośrodkowego układu nerwowego. W kolejnym etapie niektóre z komórek migrowały z opuszki węchowej przez mózg do oddalonych obszarów, takich jak hipokamp i prążkowie. Natomiast część z nich trafiła poza mózg, do wypełnionej płynem mózgowo-rdzenowym przestrzeni między oponami mózgu. Stamtąd komórki macierzyste przedostawały się do różnych miejsc w korze mózgowej oraz do głębiej położonych obszarów mózgu. W ciągu godziny do móz[-]gu dotarło kilka tysięcy z blisko 300 tys. komórek macierzystych, które za[-]wierał roztwór wkropiony do nosa myszy. Wiele z nich pozostało wciąż w jamie nosowej. Niewykluczone jednak, że wcześniej czy później one także dostałyby się do ośrodkowego uk...