La barrera hematoencefálica de la mosca tiene ritmos circadianos
El cerebro de una mosca de la fruta adulta con la barrera hematoencefálica etiquetada en verdeSHIRLEY ZHANG Y AMITA SEHGALObtener medicamentos a través de la barrera hematoencefálica (BBB) es notoriamente difícil, pero un estudio publicado hoy (8 de marzo) en Cell ofrece una posible solución. Los investigadores descubrieron que Drosophila BBB tiene un reloj molecular que lo hace más o menos penetrable durante ciertas horas del día. De hecho, dar a las moscas un fármaco para tratar las convulsiones por la noche fue más efectivo que durante el día.
Los autores «ofrecen una idea mecanicista de cómo la hora del día diferencia en la permeabilidad de la barrera hematoencefálica viene a ser” dice Robert Dallmann, biólogo circadiano y farmacólogo de la Universidad de Warwick en el Reino Unido que no participó en el estudio. «Incluso muestran que el tiempo de tratamiento realmente marca la diferencia».
Los investigadores y los médicos han descubierto que el momento de los tratamientos médicos, incluidas las vacunas y la quimioterapia para el cáncer de cerebro, puede influir en su eficacia. , pero sigue siendo…
Vea los efectos del tratamiento de la influencia de los ritmos circadianos
Para investigar la permeabilidad de la BBB, un equipo dirigido por Amita Sehgal de la Universidad de Pensilvania inyectó moscas de la fruta con colorante fluorescente en puntos de tiempo de cuatro horas a lo largo del día. Descubrieron que una mayor parte del tinte llegaba a los cerebros de los insectos temprano en la noche que en otros momentos (las moscas son más activas durante el día). Cuando los investigadores inyectaron moscas que carecían del gen period , que codifica un elemento esencial del reloj circadiano, no observaron diferencias en los niveles de colorante en el cerebro de las moscas a lo largo del día, lo que sugiere que la permeabilidad depende del reloj molecular.
En las moscas, la BBB está compuesta por dos capas de células gliales: glía subperineural y glía perineural. Sehgal y sus colegas observaron que el aumento de la permeabilidad durante la noche se debía a una disminución general del flujo de salida activo, es decir, el movimiento de sustancias extrañas fuera de la glía subperineural a través de transportadores. También encontraron que la disminución en el eflujo temprano en la noche coincide con un aumento en las uniones comunicantes que conectan la glía subperineural con la glía perineural. Los iones de magnesio, que regulan la función del transportador de salida, se difunden desde la glía subperineural hacia la glía perineural a través de estas uniones comunicantes, lo que da como resultado una menor actividad del transportador y una mayor retención de fármacos en el lado de la barrera del cerebro durante la noche.
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Es posible que queramos comenzar a prestar más y más atención a la cronobiología y la administración de fármacos para enfermedades graves. Un fármaco que no es muy eficaz a las 9 a. m. puede ser un éxito de taquilla a las 9 p. una célula confiere ritmos a otra célula, dice Sehgal.
Los investigadores administraron el fármaco anticonvulsivo a una cepa de moscas que pueden estimularse mecánicamente para que tengan convulsiones. Las moscas que fueron medicadas a primera hora de la tarde mostraron tiempos de recuperación de convulsiones más rápidos que las moscas que recibieron el medicamento por la tarde. En moscas epilépticas sin reloj molecular, el fármaco funcionó igual de rápido independientemente de la hora del día en que se recibió.
El mecanismo mediado por magnesio es novedoso, pero no está claro que se aplique en los vertebrados. contexto, escribe Roland Bainton, quien estudia BBB en la Universidad de California, San Francisco, y no participó en el estudio, en un correo electrónico a The Scientist. Advierte que los ensayos de alimentación utilizados para entregar el fármaco anticonvulsivo para las moscas de la fruta es notoriamente variable, y añade que las características anatómicas de las estructuras BBB de insectos y vertebrados son bastante distintas.
El grupo de Sehgal está explorando actualmente si el mecanismo se produce en los mamíferos. Hemos trabajado en un modelo de cultivo [celular] humano y descubrimos que lo mismo es cierto allí, dice, y ahora estamos trabajando en la barrera hematoencefálica del ratón. . . para identificar los transportadores que son rítmicos allí. Agrega que comprender qué transportadores están oscilando podría tener implicaciones para encontrar el momento óptimo para administrar a los pacientes medicamentos dirigidos al sistema nervioso central.
Nuestros modelos de invertebrados y vertebrados probablemente nos digan mucho sobre lo que sucede. en cerebros humanos y enfermedades humanas, dice William Banks, quien estudia el BBB en la Universidad de Washington y no participó en el trabajo. Es posible que queramos comenzar a prestar más y más atención a la cronobiología y la administración de medicamentos para enfermedades difíciles. Un medicamento que no es muy efectivo a las 9 de la mañana puede ser un éxito de taquilla a las 9 de la noche.
Los relojes de las personas, a diferencia de los relojes de las moscas, pueden ser muy diferentes, dice Dallmann. Si quieres tratar a las personas de acuerdo con el reloj, probablemente tengas que tratarlas de acuerdo con su reloj, lo cual es una complicación adicional.
Ver Time, Flies
SL Zhang et al., Un reloj circadiano en la barrera hematoencefálica regula la salida de xenobióticos, Célula, doi:10.1016/j.cell.2018.02.017, 2018.
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