Kwas hialuronowy w macierzy zewnątrzkomórkowej mózgu

Abstrakt

Kwas hialuronowy jest liniowym polisacharydem o różnej długości, składającym się z wielokrotnie powtórzonych dimerów kwasu glukuronowego i N-acetyloglukozaminy, wchodzącym w skład macierzy zewnątrzkomórkowej większości tkanek i organów, w tym również mózgu. Jest syntetyzowany w zewnętrznej błonie komórkowej przez trzy syntazy, HAS1-3 i degradowany częściowo w błonie zewnątrzkomórkowej przez hialuronidazę 2 (HYAL2), internalizowany na drodze endocytozy i kierowany do lizosomów, gdzie ulega dalszej degradacji przez HYAL1 i egzoglikozydazy. Pomimo prostej budowy chemicznej, HA pełni w mózgu wiele funkcji, zależnie od wielkości cząsteczki. Wielkocząsteczkowy HA jest obecny w dużych ilościach w mózgu embrionalnym, sprzyjając migracji neuronów, jest też obecny w niszach neurogennych w mózgu dorosłym, gdzie pełni tę samą funkcję. Wchodzi również w skład sieci perineuronalnych, struktur okrywających niektóre neurony i ograniczających plastyczność synaptyczną. Zarówno wielkocząsteczkowy jak i niskocząsteczkowy HA ma zdolność wiązania do receptorów zewnątrzkomórkowych i aktywowania szlaków przekaźnictwa wewnątrzkomórkowego, regulując wzrost aksonów i dendrytów, migrację astrocytów, procesy zapalne i naprawcze w uszkodzonym mózgu. Ulega ekspresji w glejakach, gdzie promuje rozwój guza i przerzuty. Funkcje kwasu hialuronowego w mózgu, chociaż intensywnie badane, wciąż nie są w pełni znane. Pogłębienie wiedzy na temat mechanizmów leżących u podstaw procesów regulowanych przez HA niesie nadzieję na stworzenie narzędzi dla nowych terapii do walki z efektami uszkodzenia mózgu czy z nowotworami.