Receptor-Mediated Transcytosis of Transferrin through Blood-Brain Barrier Endothelial Cells

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Summary

A cell culture model of the blood-brain barrier consisting of a coculture of bovine brain capillary endothelial cells (ECs) and astrocytes1 have been used to examine the mechanism of iron transport to the brain. In contrast to apoTf, we observed a specific transport of holoTf across ECs. This transport was completely inhibited at low temperature. Moreover, the anti-Tf receptor antibody (OX-26) competitively inhibited holoTf uptake by ECs. Pulse chase experiments demonstrated that only 10% of Tf was recycled to the luminal side of the cells, whereas the majority of Tf was transcytosed to the abluminal side; double labeling experiments clearly demonstrated that iron crosses ECs bound to Tf. No intraendothelial degradation of Tf was observed, suggesting that the intraendothelial pathway through ECs bypasses the lysosomal compartment. These results clearly show that the iron-Tf complex is transcytosed across brain capillary endothelial cells by a receptor-mediated pathway without any degradation.

Résumé

Afin d’élucider les mécanismes de transport du fer vers le cerveau, nous avons utilisé un modèle “in vitro” de barrière hémato-encéphalique. Ce modèle consiste en une coculture de cellules endothéliales de capillaires cérébraux et d’astrocytes1. Contrairement à l’apoTf, il existe un transport spécifique et unidirectionnel de l’holoTf au niveau des cellules endothéliales. En effet, après accumulation de la Tf dans les cellules endothéliales, seulement 10% de la Tf est recyclée face luminale, alors que la majorité (75%) est retrouvée face abluminale. De plus, l’endocytose de l’holoTf est complètement inhibée par l’OX-26. Des expériences de double marquage ont clairement démontré que le fer est transporté au niveau des cellules endothéliales lié à la Tf. Aucune dégradation n’est observée lors de la transcytose. Ces résultats montrent qu’il existe une transcytose du complexe fer-Tf au niveau des cellules endothéliales de capillaires cérébraux, et que ce transport est médié par le récepteur de la Tf.