Исследователи из США обнаружили, что присутствующие в мозге иммунные клетки, которые вообще-то помогают его восстановлению, сразу после травмы могут привести к фатальному отеку. Наблюдая в режиме реального времени, как мозг восстанавливается после травмы, ученые отслеживали динамику проникновения в мозг миеломоноцитарных клеток. Исследование, опубликованное в журнале Nature Neuroscience, было поддержано Программой внутренних исследований Национального института неврологических расстройств и инсульта (NINDS).
Credit: public domain
Повреждение кровеносных сосудов головного мозга может возникнуть при разных состояниях, включая черепно-мозговую травму или инсульт. Доктор Дориан МакГаверн (Dorian B. McGavern) вместе с Лоуренсом Латуром (Lawrence Latour) и коллегами из NINDS заметили, что у части пациентов, перенесших инсульт, после хирургического удаления ответственного за инсульт тромба развивались кровотечение и отек головного мозга. Подобный отек приводит к сжатию и повреждению мозговых структур и может оказаться фатальным.
Чтобы понять, как повреждение сосуда может привести к отеку, и определить возможные стратегии лечения, доктор МакГаверн и его команда разработали модель цереброваскулярного повреждения на животных. Также они использовали современную микроскопическую визуализацию, позволяющую наблюдать, как мозг реагирует на повреждение в реальном времени.
Сразу после травмы глиальные клетки мозга – микроглия – быстро мобилизуются и покрывают собой поврежденные кровеносные сосуды. Группа доктора МакГаверна обнаружила, что удаление микроглии вызывает непоправимое кровотечение и повреждение мозга.
Через несколько часов в поврежденный мозг вторгаются циркулирующие периферические моноциты и нейтрофилы (или миеломоноцитарные клетки). По мере того как миеломоноцитарные клетки перемещаются из крови в мозг, каждая из них открывает небольшое отверстие в сосудистой сети, в результате чего в мозг попадает небольшое количество жидкости. Когда в мозг одновременно устремляются тысячи этих клеток, вместе с ними просачивается много жидкости, что приводит к отеку.
«Миеломоноцитарные клетки на этой стадии восстановления действительно нужны, но они проникают в мозг со слишком большим «энтузиазмом». Это может привести к разрушительному повреждению тканей и отеку, особенно если это происходит вокруг ствола мозга, который контролирует жизненно важные функции, например, дыхание», — комментирует доктор МакГаверн.
После этого первоначального всплеска моноцитарная субпопуляция иммунных клеток снижает скорость проникновения в мозг и восстанавливает сосуды. Моноциты работают вместе с микроглией, восстанавливая поврежденную сосудистую сеть в среднем в течение 10 дней после травмы.
В следующей серии экспериментов авторы попытались уменьшить вторичный отек и повреждение тканей с помощью комбинации терапевтических антител, которые не позволяют миеломоноцитарным клеткам проникать в мозг. Антитела блокировали две разные молекулы адгезии, которые миеломоноцитарные клетки используют для прикрепления к воспаленным кровеносным сосудам. Они оказались эффективны в уменьшении отека мозга и улучшали результаты лечения при введении в течение шести часов после травмы.
Интересно, что терапевтические антитела не работали, если их вводили позже, чем через шесть часов, или если их давали слишком долго. Фактически, лечение мышей этими антителами в течение нескольких дней препятствовало правильному восстановлению поврежденных кровеносных сосудов, что приводило к гибели нейронов и рубцеванию мозга.
«Время имеет решающее значение при попытке предотвратить фатальный отек. Вам нужно предотвратить острый отек и повреждение мозга, но при этом не помешать моноцитам выполнять свою восстановительную функцию», — говорит доктор МакГаверн.
В настоящее время разрабатываются планы клинических испытаний, чтобы выяснить, поможет ли введение лечения в определенные моменты времени уменьшить отек и повреждение мозга у подгруппы пациентов, перенесших инсульт.
Текст: Диана Галимова
Temporally distinct myeloid cell responses mediate damage and repair after cerebrovascular injury by Mastorakos, P., Mihelson, N., Luby, M. et al. at Nature Neuroscience. Published January 2021.
Разрушительное действие ишемического инсульта можно предотвратить. К такому выводу пришел коллектив исследователей из Южной Калифорнии, показав, что локальное «отключение» иммунной системы в месте ишемии уменьшает…
Илл: Courtesy of S. Thomas Carmichael, M.D., Ph.D., David Geffen School of Medicine at the University of California Los Angeles Не так давно, 29 октября,…
Исследователи из Университета Калифорнии в Сан-Франциско (UCLA) создали новый эффективный подход при инсульте. Они предложили стимулировать нейроны, располагающиеся в крыловидно-небном узле – части тройничного нерва….
Сredit:Meifan Amy Chen, Ph.D. На снимке генно-модифицированные астроциты (красный) с увеличенной экспрессией гена LZK «выравнивает» линию раны при травме спинного мозга. Исследователи предполагают, что подобная…
Ученые Казанского государственного медицинского университета создали препарат на основе генно-модифицированных клеток крови пуповины. В перспективе он может быть использован для лечения нейродегенеративных заболеваний, в том…
Илл: Aronowski lab, University of Texas Health Science Center, Houston. В своей статье в Nature Communications хьюстонские нейробиологи показали, как иммунные клетки, называемые нейтрофилами, могут восстанавливать…
Исследование, проведенное неврологами из Медицинского университета Южной Каролины, предлагает добавить еще один тест для пациентов, перенесших инсульт. Он поможет предсказать, сможет ли восстановиться речь у…
