Blutgefäße im Gehirn sind cleverer als gedacht -- und das eröffnet neue Wege zur Behandlung von Hirnerkrankungen
Die Blut-Hirn-Schranke hält schädliche Substanzen vom Gehirn fern -- doch wie genau sie funktioniert, war lange weitgehend unbekannt. Ein detailliertes Inventar der Proteine auf der Oberfläche von Blutgefäßen im Gehirn enthüllt eine unerwartet reichhaltige molekulare Schicht -- mit unmittelbaren Konsequenzen für die Behandlung von Hirnerkrankungen.
Die Blut-Hirn-Schranke gehört zu den meistdiskutierten Strukturen in der Medizin. Sie schützt das Gehirn vor Giftstoffen und Mikroorganismen -- ist aber zugleich das größte Hindernis bei der Verabreichung von Medikamenten ins Gehirn: Mehr als neunzig Prozent aller potenziell wirksamen neurologischen Wirkstoffe kommen schlicht nicht hindurch. Forschende haben nun in Science ein detailliertes Proteom veröffentlicht -- eine vollständige Karte der Proteine auf der luminalen Oberfläche der Blutgefäße im Gehirn. Das ist die innere Auskleidung der Gefäßwand, die Grenzfläche zwischen Blut und Hirngewebe.
Was das Team dabei entdeckte, war überraschend: Hunderte von Proteinen, die bislang nie mit der Blut-Hirn-Schranke in Verbindung gebracht worden waren -- darunter mehrere, die offenbar aktiv regulieren, wie durchlässig die Schranke ist. Es handelt sich also nicht um eine passive Mauer, sondern um ein dynamisches System, das kontinuierlich Signale verarbeitet und entscheidet, was passieren darf und was nicht.
Der Schlüssel zur Wirkstoffversorgung
Für die Pharmaindustrie ist das eine potenziell bedeutsame Entdeckung. Wirkstoffe über die Blut-Hirn-Schranke zu schleusen, zählt zu den hartnäckigsten Problemen bei der Entwicklung von Therapien gegen Alzheimer, Parkinson, Hirntumoren und Schlaganfall. Die neue Proteinkarte identifiziert Transportmoleküle, die sich als eine Art Trojanisches Pferd nutzen lassen könnten: Wirkstoffe werden an Moleküle gekoppelt, die bereits durch die Schranke befördert werden.
Einige der neu identifizierten Proteine scheinen außerdem an der Regulierung der Schranke selbst beteiligt zu sein -- sie machen diese je nach Signalen aus dem Gehirn oder dem Blut mehr oder weniger durchlässig. Das legt nahe, dass die Schranke nicht nur schützt, sondern aktiv mit dem restlichen Körper kommuniziert. Diesem Aspekt widmet die Neuroimmunologie in den letzten Jahren wachsende Aufmerksamkeit.
Was das für das Altern bedeutet
Mit Blick auf das Altern fällt ein weiterer Aspekt auf: Die Integrität der Blut-Hirn-Schranke nimmt im Laufe des Lebens ab. Bei älteren Menschen und bei Patientinnen und Patienten mit neurodegenerativen Erkrankungen wird die Schranke durchlässiger, was die chronische Entzündung begünstigt, die Hirnschäden beschleunigt. Sollten die neu entdeckten Proteine diese Integrität tatsächlich regulieren, könnten sie Ansatzpunkte für Therapien bieten, die die Schranke auch im höheren Alter stabil halten.
Die Studie liefert noch keine Behandlungsmethode. Doch sie gibt Forschenden erstmals ein detailliertes molekulares Nachschlagewerk für eine Struktur, die für ein gesundes Gehirn unverzichtbar ist -- und deren Verfall womöglich zu den frühesten Anzeichen kognitiven Abbaus gehört.