Già decantati per i loro benefici per la salute come composto alimentare, gli acidi grassi omega-3 sembrano ora svolgere anche un ruolo fondamentale nel preservare l’integrità della barriera emato-encefalica che protegge il sistema nervoso centrale dalle infezioni batteriche per via ematica, tossine e altri agenti patogeni, secondo una nuova ricerca della Harvard Medical School.
Lo studio è stato pubblicato il 3 maggio dalla rivista Neuron.
Il team, guidato da Chenghua Gu, Prof. Associato di neurobiologia presso la Harvard Medical School, descrive la prima spiegazione molecolare di come la barriera emato-encefalica conserva la sua integrità sopprimendo la transcitosi, un processo per il trasporto di molecole attraverso le cellule in vescicole o piccole bolle. La transcitosi è un processo cellulare attraverso il quale diverse macromolecole vengono trasportate da un lato all’altro della cellula attraverso il citoplasma della cellula stessa.
I ricercatori hanno scoperto che la formazione di queste vescicole è inibita dalla composizione lipidica delle cellule dei vasi sanguigni nel sistema nervoso centrale che è responsabile dell’ equilibrio tra gli acidi grassi omega-3 e altri lipidi.
Nel processo di transcitosi, la proteina di trasporto dei lipidi Mfsd2a, gioca un ruolo importante.
La barriera emato-encefalica è il risultato di un meccanismo evolutivo fondamentale che protegge il sistema nervoso centrale dai danni, ma rappresenta anche un grave ostacolo alla distribuzione di composti terapeutici nel cervello.
Bloccare l’attività di Mfsd2a può essere una strategia per la consegna dei farmaci al cervello attraverso la barriera e per curare una serie di disturbi come il cancro al cervello, ictus e morbo di Alzheimer.
“Questo studio individua il primo meccanismo molecolare chiaro che mantiene bassi i tassi di transcitosi nei vasi sanguigni del sistema nervoso centrale”, ha spiegato Gu. “C’è ancora molto che non sappiamo su come la barriera è regolamentata. Una migliore comprensione dei meccanismi coinvolti nella permeabilità della barriera emato-encefalica ci permetterà di manipolarla con l’obiettivo di consegnare terapie nel cervello, in modo sicuro ed efficace”.
( vedi anche: Il resveratrolo sembra ripristinare l’ integrità della barriera emato-encefalica nella malattia di Alzheimer).
La barriera emato-encefalica è composta da una rete di cellule endoteliali che rivestono i vasi sanguigni nel sistema nervoso centrale. Queste cellule sono collegate da giunzioni strette che impediscono il passaggio alla maggior parte delle molecole così come il passaggio di molti farmaci che agiscono sulle malattie cerebrali. In uno studio del 2014 pubblicato su Nature, Gu e colleghi hanno scoperto che un gene che codifica la proteina, Mfsd2a, inibisce la transcitosi ed è fondamentale per il mantenimento della integrità della barriera emato-encefalica. Topi privi di Mfsd2a, che si trova solo nelle cellule endoteliali del sistema nervoso centrale, avevano tassi più elevati di formazione di vescicole e barriere emato-encefaliche più permeabili pur avendo normali giunzioni strette.
Nel corso dello studio, Gu, Benjamin Andreone, uno studente di neurologia presso la Harvard Medical School e loro colleghi, hanno esaminato come Mfsd2a mantiene l’integrità della la barriera emato-encefalica.
Mfsd2a è una proteina di trasporto dei lipidi contenenti DHA, un acido grasso omega-3 presente nell’ olio di pesce e noci, nella membrana cellulare. Per verificare l’importanza degli acidi grassi omega-3 nelle funzioni della barriera emato-encefalica, il team ha creato modelli di topo con una forma mutata di Mfsd2a, in cui la sostituzione di un singolo aminoacido ha inibito la sua capacità di trasportare DHA. I ricercatori hanno iniettato questi topi con un colorante fluorescente e osservato la perdita dell’integrità della barriera emato-encefalica e più alti tassi di formazione di vescicole e transcitosi nei topi che mancavano completamente di Mfsd2a.
Un confronto tra la composizione lipidica delle cellule endoteliali nei capillari cerebrali rispetto ai capillari polmonari – che non hanno le proprietà della barriera e non esprimono Mfsd2a – ha rivelato che le cellule endoteliali cerebrali avevano circa 2/5 volte più elevati livelli di DHA.
Ulteriori esperimenti hanno dimostrato che Mfsd2a sopprime la transcitosi inibendo la formazione di caveole – un tipo di vescicola che si forma quando un piccolo segmento della membrana cellulare si stringe su se stessa. Come previsto, i topi con normale Cav-1, una proteina necessaria per la formazione delle caveole e che mancavano di Mfsd2a, sono risultati esposti a superiore transcitosi e perdita della integrità della barriera emato-encefalica. I topi che mancavano sia di Mfsd2a che di Cav-1, tuttavia, hanno mostrato bassi livelli di transcitosi e barriere ematoencefalica impermeabili.
“Riteniamo che incorporando DHA nella membrana, Mfsd2a cambia radicalmente la composizione della membrana rendendola sfavorevole alla formazione di questi tipo specifico di caveole”, ha spiegato Andreone. “Anche se abbiamo osservato bassi tassi di formazione di vescicole e transcitosi nelle cellule della barriera emato-encefalica decenni fa, questa è la prima volta che un meccanismo cellulare può spiegare questo fenomeno”.
Rivelando il ruolo di Mfsd2a nel controllo della transcitosi nel sistema nervoso centrale, Gu ed i suoi colleghi sperano di far luce su nuove strategie per favorire la permeabilità della barriera emato-encefalica per permettere la consegna dei farmaci al cervello. I ricercatori stanno attualmente testando l’efficacia di un anticorpo che potenzialmente può bloccare temporaneamente la funzione di Msfd2a e verificando se la transcitosi caveole-mediata può essere sfruttata per il trasporto di farmaci attraverso la barriera emato encefalica.
“Molti dei farmaci che possono essere efficaci contro le malattie del cervello hanno difficoltà ad attraversare la barriera emato-encefalica”, ha detto Gu. ” La soppressione di Mfsd2a può essere una strategia aggiuntiva che ci permette di aumentare la transcitosi per il trasporto ad esempio di anticorpi contro le beta-amiloidi o composti che attaccano selettivamente le cellule tumorali. L”impatto di questo studio potrebbe essere enorme per il futuro della consegna dei farmaci al cervello”.
Fonte: Harvard Medical School
