Disturbi neurologici-Immagine Credit Public Domain.
Una nuova ricerca ha scoperto come la colina, un nutriente essenziale, viene trasportata nel cervello da una proteina chiamata FLVCR2, attraversando la barriera emato-encefalica. Questa scoperta è fondamentale per la progettazione di farmaci per il trattamento di disturbi neurologici come l’Alzheimer e l’ictus. Sottolinea l’importanza della colina alimentare e potrebbe portare a strategie migliori per la somministrazione dei farmaci al cervello. La ricerca evidenzia la natura complessa della barriera emato-encefalica e il suo ruolo sia nella protezione che nell’assorbimento dei nutrienti.
I ricercatori hanno scoperto il processo mediante il quale la colina alimentare attraversa la barriera emato-encefalica. Questa innovazione ha potenziali applicazioni nel potenziamento del rilascio di farmaci al cervello per il trattamento dei disturbi neurologici.
Un ricercatore dell’Università del Queensland ha identificato le porte molecolari che potrebbero facilitare la somministrazione di farmaci al cervello per il trattamento dei disturbi neurologici.
La Dr.ssa Rosemary Cater dell’Istituto di bioscienze molecolari dell’UQ ha guidato un team che ha scoperto che un nutriente essenziale chiamato colina viene trasportato nel cervello da una proteina chiamata FLVCR2.
“La colina è un nutriente simile alla vitamina essenziale per molte funzioni importanti del corpo, in particolare per lo sviluppo del cervello“, ha affermato il Dottor Cater. “Abbiamo bisogno di consumare 400-500 mg di colina al giorno per supportare la rigenerazione cellulare, la regolazione dell’espressione genica e l’invio di segnali tra i neuroni“.
Il Dottor Cater ha affermato che fino ad ora si sapeva poco su come la colina alimentare attraversa lo strato di cellule specializzate che separa il sangue dal cervello.
Barriera ematoencefalica e trasporto di nutrienti
“Questa barriera emato-encefalica impedisce l’ingresso di molecole nel sangue che sono tossiche per il cervello”, ha detto. “Il cervello ha ancora bisogno di assorbire i nutrienti dal sangue, quindi la barriera contiene macchine cellulari specializzate – chiamate trasportatori – che consentono l’ingresso di nutrienti specifici come glucosio, acidi grassi omega-3 e colina. Sebbene questa barriera sia un’importante linea di difesa, rappresenta una sfida per la progettazione di farmaci per il trattamento dei disturbi neurologici”.
Il Dottor Cater è riuscito a dimostrare che la colina si trova in una cavità di FLVCR2 mentre attraversa la barriera emato-encefalica ed è mantenuta in posizione da una gabbia di residui proteici.
“Abbiamo utilizzato microscopi crioelettronici ad alta potenza per vedere esattamente come la colina si lega a FLVCR2“, ha affermato. “Si tratta di informazioni fondamentali per comprendere come progettare farmaci che imitano la colina in modo che possano essere trasportati da FLVCR2 per raggiungere il loro sito d’azione all’interno del cervello. Questi risultati informeranno la futura progettazione di farmaci per malattie come l’Alzheimer e l’ictus”.
Spiegano gli autori:
“La colina è un nutriente essenziale di cui il corpo umano ha bisogno in grandi quantità per la sintesi della membrana cellulare, la modificazione epigenetica e la neurotrasmissione. Il cervello ha una richiesta particolarmente elevata di colina, ma non si sa come questa entri nel cervello. Recentemente è stato determinato che il principale trasportatore della superfamiglia FLVCR1 (noto anche come MFSD7B o SLC49A1) è un trasportatore della colina, ma non è altamente espresso a livello della barriera ematoencefalica, mentre la proteina correlata FLVCR2 (nota anche come MFSD7C o SLC49A2) è espressa in cellule endoteliali della barriera ematoencefalica. Precedenti studi hanno dimostrato che le mutazioni nel Flvcr2 umano causano anomalie vascolari cerebrali, idrocefalo e letalità embrionale, ma il ruolo fisiologico di FLVCR2 è sconosciuto. Qui dimostriamo sia in vivo che in vitro che FLVCR2 è un trasportatore di colina BBB ed è responsabile della maggior parte dell’assorbimento di colina nel cervello. Determiniamo anche le strutture di FLVCR2 legato alla colina sia negli stati rivolti verso l’interno che verso l’esterno utilizzando la microscopia crioelettronica. Questi risultati rivelano come il cervello ottiene la colina e forniscono approfondimenti a livello molecolare su come FLVCR2 lega la colina in una gabbia aromatica e ne media l’assorbimento. Il nostro lavoro potrebbe fornire un nuovo quadro per la somministrazione mirata di agenti terapeutici nel cervello“.
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