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).
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