Krvno-moždana barijera je sloj ćelija koji oblaže krvne sudove u mozgu, sprečavajući ulazak virusa, bakterija i toksina, dok istovremeno omogućava prolaz korisnih hranljivih materija i hemikalija. Ključna struktura krvno-moždane barijere su čvrste međucelijske veze koje deluju kao mostovi između ćelija, ograničavajući ulazak molekula. Protein nazvan okludin pomaže u ostvarivanju ove esencijalne uloge.
„To je proces koji se može visoko regulisati, omogućavajući nekim molekulima da prolaze, dok drugi ostaju u cirkulaciji,“ rekla je Julija Komarova, vanredna profesorka na UIC-u. „U suštini, to je mehanizam koji odvaja centralni nervni sistem od svega ostalog.“
Međutim, kao i mnogi fiziološki procesi, krvno-moždana barijera počinje da funkcioniše lošije kako starimo—postaje propustljivija. To može dovesti do promena u pamćenju već u srednjem uzrastu, navela je Komarova. Tačno kako se to dešava još uvek nije jasno.
U prethodnim istraživanjima, Komarova i njeni saradnici su testirali šta se dešava kada uklone protein nazvan N-kadherin iz ćelija koje oblažu krvne sudove. Ovo je učinilo krvne sudove propustljivijim u plućima—i u mozgu.
U novoj studiji, Komarova je sarađivala sa Leonom Tajem, vanrednim profesorom anatomije i ćelijske biologije, kako bi ispitali da li ova propustljivost utiče na pamćenje. Miševi bez funkcionalnog N-kadherina mogli su da uče zadatke kao i normalni miševi, ali su brzo zaboravljali ono što su naučili.
Detaljniji uvid u mozgove ovih miševa pokazao je da je problem povezan sa proteinom okludin, koji pomaže u formiranju čvrstih međucelijskih veza u krvno-moždanoj barijeri. I mozgovi starijih i mladih miševa bez N-kadherina imali su manje okludinskih veza, što je rezultiralo propustljivijom barijerom. Molekularni eksperimenti su pokazali da kada se N-kadherin proteini na susednim ćelijama krvnih sudova međusobno povežu, aktiviraju signalni put koji stabilizuje okludin, pomažući u očuvanju integriteta krvno-moždane barijere.
Komarova je sarađivala sa dr. Džefrijem Lobeom, šefom neurologije i rehabilitacije, koji je ispitao ljudsko moždano tkivo iz NeuroRepository-a univerziteta prikupljenog tokom operacija epilepsije. Upoređujući uzorke od mlađih pacijenata (kasni tinejdžeri do dvadesetih) sa uzorcima od pacijenata srednjih godina (četrdesete do pedesete), otkrili su da je starija grupa imala smanjene nivoe i N-kadherina i okludina, što odražava nalaze kod miševa.
Ova studija je prva koja istražuje kako signalizacija aktivirana N-kadherinom kontroliše organizaciju čvrstih međucelijskih veza koje su uključene u propustljivost krvno-moždane barijere, rekla je.
