Bár az agy sajátos önvédelmi mechanizmusa képes védelmet nyújtani a szervezetre ártalmas anyagok és betegségek ellen, sok esetben éppen emiatt nem hatnak rá az életmentő gyógyszerek sem. A vér-agy gát ideiglenes megnyitásával a probléma orvosolható, az erre irányuló kísérletek ígéretesek, de a széles körű alkalmazás még várat magára.
Az emberi agyat megtámadó betegségek vizsgálata sok esetben megkönnyítette a szerv pontosabb megismerését. Így derült fény arra is, hogy az agy rendelkezik az egyik legkifinomultabb védekezési mechanizmussal. Azt a szűrőt, ami megakadályozza, hogy az agyba káros anyagok jussanak, vér-agy gátnak hívják; ez a gát azonban a hasznossága ellenére számos probléma forrása.
Bár a vér-agy gát csökkenti annak esélyét, hogy a szervezetre veszélyt jelentő események (betegségek, fertőzések vagy egy komolyabb mérgezés) az agyat is károsítsák, éppen ez nehezíti meg azoknak a betegségeknek a gyógyítását, amik közvetlenül az agyat támadják. Az Alzheimer- és Parkinson-kórt, vagy az agydaganatot orvosló készítményeket ugyanis a gát éppúgy megszűri, mint a káros anyagokat.
Szélsőséges esetekben megoldást jelenthet a koponya felnyitása, de ez csak vészhelyzetben vagy közvetlen életveszélyben indokolt. Az otthoni koponyalékelés elkerülése érdekében az orvostudomány számos kísérletet végzett, ami a gát ideiglenes megnyitásához vezethet.
A gát létezésével elsőként a világhírű Paul Ehrlich szembesült. Ehrlich állatkísérletekben fedezte fel, hogy a véráramba fecskendezett színezőanyag az agyat kivéve mindenhol felszívódik a szervezetben. Edwin Goldmann, Ehrlich tanítványa a másik oldalról közelítette meg a kérdést: ő az agyba injekciózta a színezőanyagot, aminek viszont a testben nem volt kimutatható hatása.
A további kutatások során kiderült, hogy az agy hajszálereit összekapcsoló sejtek olyan szorosan illeszkednek egymáshoz, hogy a nagyobb méretű molekulák képtelenek átjuni rajtuk, így megrekednek a test véráramában. A sejtek felülete lehetővé teszi, hogy a zsíroldékony molekulák átjuthassanak a gáton; a víz és a gázok könnyebben jutnak át rajta, szemben az elektrolitokkal és a glükózokkal.
A vér-agy gát kicselezésére alkalmas megoldással először William Pardridge, a UCLA gyógyszerkutatással is foglalkozó professzora állt elő. Pardridge rájött, hogy az agy érhálózatát összekötő sejtek felszínén vagy fehérje található, vagy az inzulin megkötésére alkalmas receptorok, ami a zsírok és szénhidrátok feldolgozásához szükséges. A fehérjék ugyanis eljuttatják a szükséges inzulint a sejtekbe, majd az étvágyat szabályozó hormonként folytatják útjukat.
Mivel a gát kényes ízlése megváltoztathatatlannak bizonyult, Pardridge és kollégái a másik oldalról közelítették meg a kérdést. Kísérleteik során az inzulint és a transzferrint (vasszállító fehérjét) használták fel, hogy ezek segítségével juttassanak más vegyületeket az agyba. Olyan antitesteket állítottak elő, amik képesek ezeket megkötni, majd összeolvasztották ezeket az agyba eljuttatni kívánt gyógyszerekkel. Az elképzelés helyesnek, a kísérlet pedig sikeresnek bizonyult.
Ugyanezt a metódust alkalmazták egy tavalyi, egereken végzett kísérlet során is; ekkor a sejtgyógyulást elősegítő eritropoetint (EPO) próbálták az agyba juttatni. A véráramba fecskendezett molekulák eljutottak az agyig, ahol az antitestet a transzferrinszállítók felfogták, majd az EPO-val együtt bejuttatták az agy hajszálereibe.
Idén májusban a Genentech kutatói megpróbálkoztak az antitest gyógyszerré tételével. Elméletüket arra alapozták, hogy az antitestek Y alakúak, amik egyszerre két „szárral" kapcsolódnak a fehérjékhez. A Genentech elérte, hogy a szárak egyike a transzferrin megkötésére alkalmas receptorhoz csatlakozzon, az antitest így át tudott jutni a gáton. A másik szár ezután képes volt a béta-secretase (BACE1) proteinhez csatlakozni. Mindez azért fontos, mert ez felelős az Alzheimer-kór kialakulásááért, így annak gyógyításában ez a metódus később fontos szerepet játszhat.
A Columbia Egyetem orvosbiológiai mérnöke, Elisa Konofagou jelenleg egy új eljárással kísérletezik: ennek során magas intenzitású ultrahanggal célozzák meg a gátat. A kísérleti alanyként felhasznált egerekbe apró gázbuborékokkal töltött sóoldatot fecskendeznek, ami az ultrahangra reagálva másodpercenként milliónyi rezgést produkál. A gátat célzó hangullám a terv szerint eléggé fellazíthatja a vérerek és a sejtek közötti kötést ahhoz, hogy az egerekbe injekciózott gyógyszer is átjuthasson rajta. A kísérlet eredményes volt: a készítmény az ultrahang hatására képes volt az agyba áramlani. A kísérletet követően a gát néhány óra alatt regenerálódott, minimálisra csökkentve annak az esélyét, hogy más, ártalmas fertőzések támadhassák meg az agyat.
Mindez persze nem jelenti azt, hogy az eljárás embereken is használható lenne. Az emberi koponya jóval vastagabb, mint az egéré, így elképzelhető, hogy az ehhez szükséges rezgés olyan erős lenne, ami akár maradandó károsodást is okozhatna. Konofagou és kollégái majmokon folytatott kísérleteinek eredménye júliusban jelent meg; a beszámoló tanulsága szerint a célzott ultrahang képes volt áthatolni a koponyán, a regenerálódás csupán néhány órát vett igénybe. A későbbi tesztek során, ahol a majmok mozgáskoordinációs készségeit, étvágyát, látását és alvási periódusát kísérték figyelemmel, az állatok viselkedése nem tűnt rendellenesnek.
Az ígéretes kezdeményezések ellenére a szélesebb körű alkalmazásra még várni kell. A különféle módszereket alapos vizsgálatnak kell alávetni, mire beigazolódhat, hogy nem ártalmasak az emberi szervezetre sem. A kutatások azonban lassan haladnak. Ennek oka, hogy a kísérletek költségesek, ám mivel radikális beavatkozásokról van szó, az átlagosnál alacsonyabb pénzügyi támogatást kapnak.