• Авторам
  • Партнерам
  • Студентам
  • Библиотекам
  • Рекламодателям
  • Контакты
  • Язык: English version
915
Период восстановления мозга после инсульта можно увеличить
Нейронауки
Нейроны (красным) и клетки микроглии (зеленым) крыс

Период восстановления мозга после инсульта можно увеличить

Инсульт – сосудистая катастрофа, являющаяся одной из основных причин тяжелой инвалидности. Однако, похоже, найден способ помочь организму восстанавиться после инсульта за счет собственных ресурсов. Пока этот метод успешно протестирован в экспериментах на мышах

Инсульт, или острое нарушение мозгового кровообращения, бывает двух типов. При геморрагическом инсульте происходит разрыв кровеносного сосуда и кровоизлияние в ткани мозга, а при ишемическом – блокировка кровотока тромбом или сосудистым спазмом В обоих случаях ткани мозга остаются без кислорода и питания, в пораженной зоне гибнут нейроны, развивается воспаление и отек. 

Острая фаза при инсульте длится примерно неделю, затем эти процессы стихают и активируются механизмы восстановления. К сожалению, способность мозга к самовосстановлению ограничена во времени, и повреждения, которые остались по его завершении, остаются на всю жизнь. Часто сосудистые катастрофы приводят к необратимым нарушениям движений, речи и когнитивных функций.

Известно, что ключевую роль в репаративных (восстановительных) процессах мозга играют клетки микроглии – вспомогательные и иммунные клетки мозга. Сразу после повреждения они активируются, обеспечивая воспалительную реакцию, а затем переходят в состояние, способствующее восстановлению. В этой фазе микроглия вырабатывает факторы роста, основным из которых является нейротрофический инсулиноподобный фактор роста 1 (IGF1). Этот белок способствует восстановлению миелиновых оболочек нервных волокон, формированию синапсов, по которым передается нервный сигнал, и восстановлению функций в целом. 

Но все эти репаративные процессы продолжаются всего пару месяцев, молекулярный же механизм, ответственный за снижение восстановительных функций микроглии, неизвестен. 

При ишемическом инсульте (справа) происходит блокировка кровотока тромбом или спазмом сосуда. © CC BY-SA 3.0/Laboratoires Servier

В поисках этого механизма исследователи из Японии и Германии изучили лабораторных мышей, у которых был смоделирован ишемический инсульт. Ученые сначала охарактеризовали гены, которые активны в микроглии в фазе восстановления, включая ген, кодирующий IGF1, и проследили динамику снижения их активности со временем. Также в ядрах клеток микроглии были изучены изменения состояния хроматина (материал хромосом, т.е. ДНК, «упакованная» со специальными белками). 

В результате им удалось найти ключевой «выключатель» работы генов, отвечающих за процессы восстановления, – белок Zfp384. Его уровень в клетках и способность связываться с ДНК находились в противофазе с уровнем фактора IGF1. В ядре ZFP384 нарушал хроматиновые взаимодействия, опосредованные еще одним ядерным белком – YY1. В случае, когда избыток Zfp384 блокирует работу YY1, хромосомы меняют свою укладку так, что клетка лишается возможности запустить программы регенерации. 

Для доказательства роли ZFP384 ученые удалили ген, кодирующий этот белок, из ДНК клеток микроглии мышей. Оказалось, что у таких животных гораздо дольше сохранялась активность репаративных генов, дольше шли процессы восстановления поврежденных нервных волокон, улучшалась синаптическая пластичность, т.е. реакция на нервные сигналы. В целом они лучше восстанавливались после ишемического повреждения. 

Чтобы фармакологически заблокировать этот ген, ученые создали антисмысловой олигонуклеотид АСО-Zfp384 – короткую синтетическую цепочку нуклеиновой кислоты, прицельно блокирующую работу целевого гена. 

Препарат вводили в желудочек головного мозга мышей через неделю и через месяц после инсульта. Клетки микроглии успешно поглощали молекулы АСО-Zfp384, что приводило к снижению активности Zfp384. Благодаря этому в глиальных и нейрональных клетках дольше были активны гены, отвечающие за регенерацию. В конечном результате долгосрочные неврологические нарушения у животных значительно уменьшились, при этом побочных эффектов не наблюдалось. 

Изучив образцы тканей головного мозга людей, перенесших ишемический инсульт, исследователи выяснили, что со временем после инсульта в человеческом мозге также становится больше клеток, синтезирующих ZNF384 (человеческий аналог мышиного ZFP384), и меньше – IGF1. Это означает, как минимум, что этот молекулярный путь работает и у человека и может представлять собой потенциальную терапевтическую мишень.

Безопасность и эффективность новой терапии сначала необходимо проверить на более крупных доклинических моделях, а затем перейти к клиническим испытаниям на людях. В случае успеха это позволит значительно снизить уровень инвалидности среди пациентов с инсультом. Вводить такой препарат людям можно будет в спинномозговую жидкость, откуда он попадет в желудочки мозга. Поскольку после инъекции олигонуклеотиды сохраняются в клетках микроглии не менее трех недель, такая терапия может обеспечить долгосрочный реабилитационный эффект.

Фото: https://commons.wikimedia.org

Публикации по теме:

«Википедия мозга» против слабоумия, психических заболеваний и мозговых «катастроф»

Главный проект сибирских молекулярных биологов История рождения и эволюции антисмысловых технологий

МИЕЛИНовая защита нейрона: все начинается до рождения

Понравилось? Поделись с друзьями!

Подпишись на еженедельную e-mail рассылку!