Група ізраїльських біологів виявила, що бар'єр між кров'ю і тканинами головного мозку не такий міцний і непроникний для великих речовин, як вважалося раніше. Вони помітили, що нейрональні стовбурові клітини своїми відростками безпосередньо контактують з клітинами стінки судин. Більш того, стовбурові клітини, судячи з усього, змушують стінку судин захоплювати і переносити їм речовини з крові. Таке транспортування також виявилося невибірковим: всередину нервової тканини в експерименті потрапили не тільки барвники і нешкідливі вуглеводи, але і препарат для хіміотерапії. Роботу опубліковано в журналі.
У головному мозку дорослого ссавця є дві зони, в яких зосереджені попередники нервових клітин: смердюча цибулина і зубчаста звивина гіпокампа. Зрозуміти, наскільки активно вони діляться протягом життя організму, непросто, але, судячи з усього, більшу частину часу вони проводять у стані спокою, хоча в деяких експериментах вчені виявляли, що нейрогенез в гіпокампі може посилюватися або, навпаки, гальмуватися - наприклад, після переливання мишам крові від молодих або старих побратимів відповідно.
Як саме нейрональні стовбурові клітини в гіпокампі реагують на склад крові, незрозуміло. Теоретично, вони повинні бути відокремлені від крові гематоенцефалічним бар'єром - перешкодою, яка складається зі стінки судини і міжклітинної речовини. Тому можливо лише два шляхи, за допомогою яких кров може діяти на стовбурові клітини. Або вони порушують бар'єр, дотягуючись до судини безпосередньо, або кров діє на клітини стінки судини, а вони вже виділяють свої сигнальні речовини в тканину головного мозку.
Тамар Ліхт (Tamar Licht) разом з колегами з Єврейського університету в Єрусалимі скористалися лінією генетично модифікованих мишей, у яких червоний флуоресцентний білок виробляють тільки нейрональні стовбурові клітини. Ці клітини за формою нагадують дерево: тіло їх лежить в одному клітинному шарі («крона»), а довгий відросток («ствол») йде в інший шар, де дає безліч дрібних відростків, функції яких залишаються неясні. Дослідники розглянули зрізи мишиного гіпокампа в електронний мікроскоп і виявили, що ці дрібні відростки оточують кровоносні судини.
Як правило, між нейроном і просвітом капіляра є щонайменше два шари - клітина ендотелію (стінки судини) і базальна мембрана (шар міжклітинної речовини), іноді додаються й інші клітини, що оточують посудину. Але розглянувши уважно зрізи гіпокампа, автори роботи помітили, що базальна мембрана безперервно покриває тільки 30 відсотків поверхні судин, в інших же місцях утворюються «дірки», куди можуть проникнути відростки стовбурових клітин.
Таким чином, виявилося, що в гіпокампі гематоенцефалічний бар'єр тонше, ніж належить, і місцями складається тільки з однієї клітини ендотелію. Дослідники ввели в кров мишей барвник, а потім знову розглянули зрізи гіпокампа і помітили, що через клітини ендотелію йде активний транспорт - в їх цитоплазмі знайшлося безліч мембранних бульбашок з барвником. Причому їх особливо багато було в тих клітинах, які безпосередньо контактували з нейрональними стовбуровими.
Автори роботи спробували «згодувати» нейрональним стовбуровим клітинам та інші речовини. Спочатку вони ввели в кров мишей високомолекулярний декстран - вуглевод, який зазвичай не проходить через гематоенцефалічний бар'єр. І дійсно, в інших областях мозку його виявили тільки в просвіті судин, але в гіпокампі він знайшовся і всередині клітин ендотелію, і всередині відростків стовбурових клітин. Потім іншим мишам ввели доксорубіцин - це поширений засіб для хіміотерапії, прийом якого зазвичай викликає когнітивні порушення в якості побічного ефекту. Виявилося, що доксорубіцин теж потрапляє всередину нейральних стовбурових клітин.
Таким чином, дослідники виявили, що гематоенцефалічний бар'єр не у всіх місцях такий міцний, як вважалося раніше. Причому він виявляється проникним в самому «ніжному» місці мозку - там, де до нього безпосередньо прилягають відростки стовбурових клітин. Більш того, судячи з усього, нейрональні стовбурові клітини якимось чином змушують клітини ендотелію передавати їм речовини з крові. Але транспорт цей виявляється не виборцем - всередину мозку потрапляють речовини різного розміру, як корисні для клітин, так і згубні. Цей факт пояснює, чому деякі препарати можуть в якості побічного ефекту гнітити нейрогенез, але заодно дає надію на те, що можна знайти спосіб нейрогенез стимулювати штучно.
Раніше вчені з'ясували, що нейрогенез у гіпокампі необхідний для консолідації пам'яті уві сні. Також у нейральних стовбурових клітинах знайшли перемикач, який змушує їх розмножуватися і перетворюватися на нейрони. Крім того, виявилося, що на нейрогенез може благотворно впливати не тільки переливання «молодої крові», але і пересадка «старих мікробів» з кишечника.