Gyógyszer- és természetes hatóanyagok védőhatásának vizsgálata vér-agy gát károsodással szemben tenyészetes modellen

Inflammation and blood-brain barrier (BBB) dysfunction are common features of different neuropathological conditions. Inflammatory cytokines and the excitotoxin glutamate contribute not only to neuronal damage, but to BBB opening in neurological diseases. The dysfunction of BBB further promotes neur...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Main Author: Barna Lilla
Other Authors: Deli Mária
Harazin András
Format: Dissertation
Published: 2023-05-23
Subjects:
doi:10.14232/phd.11702

mtmt:34108482
Online Access:http://doktori.ek.szte.hu/11702
Description
Summary:Inflammation and blood-brain barrier (BBB) dysfunction are common features of different neuropathological conditions. Inflammatory cytokines and the excitotoxin glutamate contribute not only to neuronal damage, but to BBB opening in neurological diseases. The dysfunction of BBB further promotes neuroinflammation and brain pathologies thus forming a vicious circle. Our goal was to study BBB changes induced by kainate, a glutamate analog excitotoxin, and inflammatory cytokines on culture models of the BBB and investigate the protective effects of clinically used drugs, and natural compounds from grape. Kainate treatment directly damaged brain endothelial cells and significantly increased the permeability of the BBB model for marker molecules. The opening of the barrier was verified by the changed immunostaining pattern of tight junction proteins. Kainate stimulated the production of nitric oxide in brain endothelial cells. The antiinflammatory simvastatin and dexamethasone, and the antioxidant edaravone protected brain endothelial cells and preserved the barrier integrity. Dexamethasone attenuated the kainate-induced nitric oxide production by decreasing the iNOS/NOS2 mRNA expression. Natural phenolic compounds epicatechin, gallic acid and resveratrol, and the proanthocyanidin-rich grape seed extract were tested against cytokine-induced damages on a BBB model. We demonstrated that grape phenolic compounds protect cultured brain endothelial cells against tumor necrosis factor-α and interleukin-1β induced inflammation and oxidative stress through the NF-κB pathway. These data support the potential use of grape extracts and compounds in cardiovascular diseases. We successfully described the protective effects of clinically used drugs and grape natural compounds at the level of the BBB, which in the future may contribute to the treatment of diseases associated with BBB damage.
Számos betegséghez társul szisztémás és idegrendszeri gyulladás. Ezekben a felszabaduló citokinek és az excitotoxinok vér-agy gát károsodást hoznak létre, ami tovább súlyosbítja a neuroinflammációt. Ennek megakadályozása a gátrendszer védelmével fontos feladat ezeknek a gyulladásos betegségeknek a gyógyításában. Mivel a gyulladással is járó központi idegrendszeri betegségek kezelése még nem megoldott, ezért a kiegészítő kezelések és új szerek feltárása fontos és aktuális kutatási terület. Vizsgálataink során az excitotoxikus kainát, valamint a TNF-α és az IL-1β gyulladásos citokinek által okozott károsodások kivédésére gyógyszerhatóanyagok és természetes vegyületek agyi endotélsejtekre kifejtett hatását tanulmányoztuk. Kísérleteinkben igazoltuk a kainát receptorok jelenlétét tenyésztett primer agyi endotélsejteken és izolált agyi mikroér frakcióban. Először mutattuk ki, hogy az excitotoxin kainát közvetlenül károsítja az agyi endotélsejteket. Kainsav kezelés hatására a TJ fehérjék festődési mintázata szakadozottá vált a sejthatárokon, ami a vér-agy gát megnyílására utalt. A kainát megnövelte a jelzőanyagok átjutását a barrieren, valamint az NO termelődését és a NOS2/iNOS mRNS expresszióját agyi endotélsejteken. A szimvasztatin, edaravon és dexametazon védőhatást mutatott a kainsav által csökkentett életképesség, megnövelt jelzőanyag átjutás és a sejtek közötti kapcsolatok immunfestésében mért változások ellen tenyészetes vér-agy gát modellen. Ezen felül a dexametazon kivédte a kainsav kezelés által fokozott NO termelődést és NOS2/iNOS expressziót. Tenyészetes agyi endotélsejteken és vér-agy gát modellen kapott eredményeinkkel alátámasztottuk a természetes szőlő hatóanyagok antioxidáns és gyulladáscsökkentő hatását vaszkuláris endotélsejteken. Ezek az eredmények összhangban állnak a szőlő kivonatok hagyományos felhasználásával és a bioaktív szőlő vegyületekkel végzett klinikai vizsgálatokkal szív- és érrendszeri megbetegedésekben. Adataink alapján a GSPE és a szőlő fenolos vegyületek a vér-agy gátra kifejtett jótékony hatásuk révén fontos elemei lehetnek a krónikus elhízás kezelésének. A vizsgált természetes hatóanyagok részben gátolni tudták a citokinek által kiváltott gyulladást, ami fontos eleme az elhízás patológiájának. Agyi endotélsejt tenyészeteken végzett kísérleteink rávilágítottak arra, hogy a szőlőből származó természetes vegyületek milyen mechanizmusok révén állhatnak kapcsolatban a leptin transzportjával. Eredményeink felhívják a figyelmet a természetes vegyületek lehetséges jótékony hatására élelmiszerek vagy táplálékkiegészítők összetevőjeként. Mindezek az eredmények megerősítik a természetes vegyületek és a klinikumban már használt gyógyszerhatóanyagok a vér-agy gátra kifejtett protektív hatását.