Если бы исследователи смогли определить, как посылать сигналы клеткам, реагирующим на повреждение спинного мозга, они могли бы остановить один тип клеток от нанесения дополнительных повреждений в месте повреждения и вместо этого уговорить его помочь нервным клеткам расти.
Это теория, лежащая в основе нового исследования в Университете штата Огайо, где ученые пытаются определить, как одновременно остановить повреждение и способствовать росту нейронов с помощью одного целевого сигнала.
Речь идет о макрофагах, типе белых кровяных телец, обнаруживаемых в поврежденной ткани. После травмы спинного мозга макрофаги перемещаются к месту травмы как минимум из трех известных мест в теле в рамках интенсивной воспалительной реакции. Через несколько дней эти клетки вызывают воспаление и токсичность, что может усугубить последствия первоначальной травмы. Но эти же клетки могут также дать надежду на восстановление функций у людей с поврежденным спинным мозгом.
Ученые определили в предыдущем исследовании, что макрофаги получают сигналы в месте повреждения спинного мозга, которые заставляют их обоих способствовать росту аксонов ?? расширения, которые позволяют общаться между нервными клетками ?? а также вызывать повреждение тканей. Это новое исследование предполагает, что существует способ манипулировать этими сигналами, чтобы заглушить повреждающие эффекты, одновременно улучшая функцию восстановления.
"Мы знаем, что одна популяция макрофагов обладает обеими способностями," сказал Джон Гензел, доктор нейробиологии в штате Огайо и ведущий автор работы. "Но мы также обнаружили, что есть некоторые специфические рецепторы, на которые мы можем воздействовать, которые снижают патологический потенциал макрофагов, сохраняя при этом их регенеративные характеристики."
Гензель представил исследование во время мини-симпозиума сегодня (15 ноября) на собрании Общества неврологии в Сан-Диего.
Исследователи из штата Огайо считают манипуляцию иммунным ответом после травмы спинного мозга потенциальным подходом к терапии этих разрушительных травм, для которых в настоящее время не существует одобренных на федеральном уровне методов лечения. Примерно 1.3 миллиона человек в США живут с травмой спинного мозга, страдают параличом и осложнениями, включая дисфункцию мочевого пузыря, кишечника, сексуальную дисфункцию и хроническую боль.
Используя синтетическую молекулу для стимуляции макрофагов, исследователи ранее показали, что в их активации участвуют несколько рецепторов на этих клетках, и что рецепторы определяют поведение макрофагов. Если стимулируется более одного рецептора, макрофаг может убить нервную клетку, стимулировать ее рост или и то, и другое.
"Мы пытаемся разделить переключатель активации, чтобы было два переключателя, и вы могли оставить один выключенным, а другой включить," сказал Филипп Попович, профессор нейробиологии, директор Центра восстановления головного и спинного мозга штата Огайо и старший соавтор исследования. "Мы думаем, что научились это делать, по крайней мере, в отношении одного сигнального пути."
Гензель отметил, что на самом деле в этих сложных повреждениях присутствуют тысячи потенциальных возбудителей. Изучая сигналы, которые контролируют поведение клеток в определенный момент времени при травме, он и его коллеги приближаются к тому, чтобы определить, на какой рецептор на поверхности клетки воздействовать, чтобы способствовать восстановлению.
Два рецептора, известные как TLR-2 и dectin-1, были идентифицированы в этой последней работе как критические в этой среде. Когда оба активированы, макрофаги одновременно выполняют повреждающую и репаративную функции в спинном мозге. Но когда стимулировался только TLR-2, клетки сохраняли свой регенеративный эффект, не создавая токсичной среды. Напротив, когда стимулировался только дектин-1, нервные клетки умирали.
Экспериментальное соединение, использованное в исследовании, могло активировать только рецептор TLR-2 в культурах клеток, усиливая рост аксонов, не вызывая гибели клеток. При введении в спинной мозг крыс соединение вызывало воспаление, но незначительное повреждение тканей.
Требуются дополнительные исследования, поскольку остается неизвестным, что именно запускает этот сигнальный процесс в поврежденном спинном мозге.
"Теперь нам нужно войти в клетку, чтобы выяснить, какой частью этого сигнального процесса мы можем манипулировать, и может ли эта манипуляция остановить токсичность," Гензель сказал.
В конечном итоге ученые надеются определить точную цель для лекарственной терапии, которая могла бы изменить иммунный ответ после разрушительных последствий травмы и изменить баланс активности макрофагов в сторону восстановления нервных клеток.