Добро пожаловать в исследование недели от Patient Worthy. В этом сегменте мы выбираем исследование, опубликованное на прошлой неделе, которое, по нашему мнению, представляет особый интерес или важность, и более тщательно изучаем. В этой статье мы поговорим о деталях исследования и объясним, почему это важно, на кого это повлияет и многое другое.

Если вы читаете наши краткие исследовательские статьи и хотите узнать больше, вы попали в нужное место.

Исследование на этой неделе …

Структурная основа транспорта омега-3 жирных кислот через гематоэнцефалический барьер

Ранее мы публиковали об этом исследовании в статье под названием «Новый Метод Может Помочь Лекарствам Преодолеть Гематоэнцефалический Барьер», который можно найти здесь. Исследование было первоначально опубликовано в научно-исследовательском журнале Nature. Вы можете просмотреть полный текст исследования здесь.

Эта исследовательская группа была связана с Колумбийским Университетом, в ней также участвовали ученые из Нью-Йоркского Центра Структурной Биологии, Аризонского и Чикагского Университетов.

Что Случилось?

Значительное количество редких заболеваний — это болезни, поражающие мозг и центральную нервную систему (ЦНС). Часто это прогрессирующие генетические нарушения, но они могут включать рак и многие другие. Во многих случаях неврологические проявления этих заболеваний трудно или даже невозможно вылечить. Частично это связано с наличием гематоэнцефалического барьера. Этот барьер присутствует для защиты мозга от возможных повреждающих патогенов и токсинов. Однако он также может блокировать определенные питательные вещества, и многие лекарства, которые обычно являются многообещающим лечением неврологических заболеваний, могут оказаться бесполезными.

Это исследование подробно описывает структуру домена суперсемейства главного фасилитатора, содержащего 2A (MFSD2A). MFSD2A способен транспортировать докозагексаеновую кислоту омега-3 жирную кислоту (DHA) через гематоэнцефалический барьер. Он должен пройти барьер, потому что он критически важен для развития и функционирования глаз и мозга. Описывая эту структуру, исследователи полагают, что ее можно использовать в качестве потенциального механизма для переноса терапии неврологических заболеваний через гематоэнцефалический барьер. В некотором смысле MFSD2A можно описать как «молекулярный паром».

Трехмерная структура позволила ученым понять, как с ней связываются омега-3, такие как DHA. Команда обнаружила, что у MFSD2A всего 12 трансмембранных спиралей:

«Транспортер находится в обращенной внутрь конформации и имеет большую амфипатическую полость, которая содержит сайт связывания Na + и связанный лизолипидный субстрат, что мы подтвердили с помощью нативной масс-спектрометрии … Вместе с нашим функциональным анализом и моделированием молекулярной динамики это структура раскрывает детали того, как MFSD2A взаимодействует с субстратами и как Na + -зависимые конформационные изменения позволяют высвобождать эти субстраты в мембрану через латеральные ворота ».

Исследователи использовали метод, называемый криоэлектронной микроскопией одиночных частиц (крио-ЭМ), для визуализации транспортера. Такой подход удерживает молекулы белка в очень тонком слое льда, который затем помещается под электронный микроскоп. Камеры фиксируют изображения белков под тысячами разных углов.

MFSD2A можно описать как чашеобразную, со связыванием омега-3 с сайтами Na + внутри чаши. Конечная надежда состоит в том, что могут быть разработаны методы лечения, имитирующие поведение DHA, или могут быть изменены для этого.

Что Такое Гематоэнцефалический Барьер?

Гематоэнцефалический барьер — это полупроницаемая граница эндотелиальных клеток, которые окружают кровеносные сосуды в головном мозге и предотвращают проникновение растворенных веществ из крови во внеклеточную жидкость, где присутствуют нейроны. Любые молекулы или вещества, которые имеют решающее значение для неврологической функции, способны проходить через различные активные или пассивные механизмы. Эта структура уже функционирует при рождении. Повреждение мозга и некоторые заболевания, такие как БАС, могут повлиять на функцию барьера. Наночастицы являются предметом исследований, поскольку они могут способствовать проникновению лекарств.

Почему Это Имеет Значение?

Результаты этого исследования имеют важное значение для широкого спектра редких заболеваний и расстройств, которые имеют неврологические последствия. Успешное открытие механизма, который позволил бы лекарствам преодолевать гематоэнцефалический барьер, могло бы привести к значительному улучшению результатов для этих пациентов с редкими заболеваниями.

Хотя это исследование все еще находится на начальной стадии, несомненно, оно может дать большой потенциал.

«Понимание того, как выглядит MFSD2A и как он переносит омега-3 через гематоэнцефалический барьер, может предоставить нам информацию, необходимую для разработки лекарств, которые могут обмануть этого вышибалу и получить пропуски на вход». — Розмари Дж. Катер, доктор философии, научный сотрудник Колумбийского университета.

Остается несколько исследовательских вопросов, но понимание молекулярных механизмов, которые позволяют MFSD2A транспортировать DHA, является важной основой для структурного дизайна будущей нейротерапии, которая использует этот механизм для преодоления гематоэнцефалического барьера. Команда продолжает свое исследование, пытаясь определить, как MFSD2A может изначально распознавать омега-3 в кровотоке, что является еще одной важной информацией.