Тысячи людей во всем мире ежегодно страдают от серьезных травм спинного мозга, но мало что известно о том, почему эти травмы часто продолжают ухудшаться спустя долгое время после возникновения первоначального повреждения.
Йи Рен, профессор биомедицинских наук Медицинского колледжа Университета штата Флорида, делает успехи в понимании того, почему такой значительный вред наносится через несколько недель и месяцев после травмы позвоночника. В исследовании, опубликованном сегодня в журнале Nature Neuroscience, Рен объяснил, как естественный ответ иммунной системы может способствовать дополнительным травмам.
Когда происходит повреждение спинного мозга, эндотелиальные клетки, выстилающие кровеносные сосуды, активируются для удаления потенциально вредного материала, такого как остатки миелина, с места травмы. Однако Рен и ее команда обнаружили, что этот процесс может быть причиной дальнейшего вреда.
"Последствия усилий эндотелиальных клеток по удалению остатков миелина часто бывают серьезными, способствуя посттравматической дегенерации спинного мозга и функциональным нарушениям, часто связанным с травмами спинного мозга," сказал Рен, команда которого проводила исследование в течение пяти лет.
Миелиновые обломки в месте повреждения возникают в результате разрушения изоляции, защищающей аксоны – первичных линий передачи центральной нервной системы.
Воспаленная область заполняется макрофагами, типом белых кровяных телец, которые поглощают инородный материал и мертвые клетки и являются ключевым игроком в системе иммунного ответа. Макрофаги остаются в области воспаления месяцами или даже годами. Механизмы инфильтрации макрофагов остаются неясными.
"Неконтролируемое воспаление – одно из важнейших патологических событий в каскаде вторичных травм," Рен сказал. "Сохраняется длительное время после травмы спинного мозга. Мы знаем, что миелиновый мусор действует как воспалительный стимул, который усугубляет вторичное повреждение, активируя другие клетки поврежденного спинного мозга, которые активно участвуют в воспалительных реакциях во время прогрессирования заболевания.
"Удаление миелинового мусора, образующегося во время травмы, имеет решающее значение для контроля воспалительной реакции и обеспечения регенерации нервов."
Мало что известно о клеточных и молекулярных механизмах очистки миелиновых остатков от места повреждения.
Лаборатория Рена продемонстрировала, что мусор может попадать в кровеносные сосуды и эндотелиальные клетки в поврежденном спинном мозге. Проблема в том, что после того, как эндотелиальные клетки поглощают мусор, они могут способствовать воспалению и формированию аномальных кровеносных сосудов. Эти результаты снизят шансы на полное выздоровление.
"Неожиданно мы обнаружили, что процесс поглощения мусора дает эндотелиальным клеткам способность стимулировать выработку фиброзных компонентов, предполагая, что эти клетки выполняют функцию в формировании фиброзных рубцов," Рен сказал. "В частности, они способствуют поступлению макрофагов, полученных из костного мозга, которые в конечном итоге способствуют хроническому воспалению."
Рен сказал, что те же результаты применимы к повреждению центральной нервной системы, вызванному рассеянным склерозом.
Рен надеется, что благодаря лучшему пониманию действующих механизмов, исследователи найдут новые способы восстановления утраченных функциональных возможностей для пострадавших в авариях без многих нежелательных побочных эффектов.