Reset uszkodzonych komórek nerwowych. Przełom w leczeniu urazów mózgu

Nowe badania przeprowadzone na myszach zwiększają szanse na opracowanie terapii po wstrząśnieniu mózgu, która mogłaby zapobiec pogorszeniu zdolności poznawczych i depresji. To dwa schorzenia często występujące u osób, które doznały umiarkowanego urazu mózgu.

Naukowcy z Ohio State University College of Medicine wyjaśnili, jaką rolę odgrywa mikroglej, specyficzny rodzaj komórek odpornościowych w mózgu, które przyczyniają się do przewlekłego zapalenia. Stosując technikę zwaną wymuszoną wymianą komórek, uczeni wyeliminowali te komórki z uszkodzonych mózgów myszy na tydzień, a następnie pozwolili im ponownie się zasiedlić tkankę przez dwa tygodnie. Uczeni porównują to do "naciśnięcia przycisku reset".

W porównaniu z myszami, które doznały urazu mózgu i wracały do zdrowia w sposób naturalny, zwierzęta, u których zastosowano interwencję, wykazywały mniejszy stan zapalny w mózgu i mniej oznak problemów z myśleniem 30 dni po urazie.

Czasowe usunięcie mikrogleju u ludzi nie jest możliwe, ale wyniki badań rzucają światło na ścieżki, które mogłyby obniżyć ogólny profil zapalny po wstrząśnieniu mózgu, potencjalnie zmniejszając ryzyko wystąpienia problemów behawioralnych i poznawczych długo po urazie.

- W przypadku umiarkowanego urazu mózgu, jeśli tomografia komputerowa nie wykazuje uszkodzeń, pacjenci wracają do domu z protokołem postępowania w przypadku wstrząśnienia mózgu. Czasami pacjenci wracają po kilku tygodniach lub miesiącach z problemami neuropsychiatrycznymi. To ogromny problem dotyczący milionów ludzi. Jak można to leczyć? Przynajmniej u myszy, poprzez wyłączenie mikrogleju w mózgu, uzyskaliśmy bardzo pozytywny wpływ na ich zachowanie, stan poznawczy i stan zapalny. Teraz możemy skupić się na szlakach komórkowych, które generują przewlekły stan zapalny jako cel - powiedział prof. Jonathan Godbout, dyrektor wydziału Programu Przewlekłych Urazów Mózgu w Ohio State University.

Około 85 proc. urazów mózgu powoduje uderzenie tkanki mózgowej o czaszkę. Co najmniej u 75 proc. osób, które doznały umiarkowanego urazu mózgu, występują długotrwałe komplikacje w zakresie zdrowia psychicznego i funkcji poznawczych.

Laboratorium prof. Godbouta powiązało wcześniej objawy depresji u myszy z utrzymującym się stanem "podwyższonej gotowości" mikrogleju po urazie głowy, co powoduje, że komórki te nadmiernie reagują na późniejsze wyzwania dla układu odpornościowego i stają się nadmiernie zapalne. W nowszym badaniu przeprowadzonym na myszach jego zespół wykazał, że wymuszona rotacja mikrogleju przed urazem głowy może zmniejszyć późniejsze powikłania neuropsychiatryczne.

- To był dowód na to, że w wielu stanach zapalnych, zwłaszcza długoterminowych, pośredniczą mikroglej. Istnieje jednak ostra faza zapalenia, która inicjuje proces naprawczy. Wczesna reakcja zapalna w mózgu lub rdzeniu kręgowym ma swoje zalety. Jeśli trwa ona długo i nie ustępuje w pełni, wtedy staje się niebezpieczna - dodał prof. Godbout.

Naukowcy odczekali siedem dni po urazie mózgu, aby wymusić rotację mikrogleju, dając tym samym komórkom czas na wykonanie swojej pracy, promującej początkowe gojenie. Przez tydzień do pożywienia myszy dodawano eksperymentalny lek hamujący białko, które jest potrzebne mikroglejowi do przeżycia, co spowodowało zlikwidowanie ponad 95 proc. mikrogleju w ich mózgach. 

Po 16 dniach, w ciągu których mikroglej miał się ponownie zasiedlić, badacze porównali myszy poddane interwencji z gryzoniami, które dochodziły do siebie bez leczenia ukierunkowanego na wymianę komórek. Myszy poddane interwencji osiągały lepsze wyniki niż myszy z grupy kontrolnej w zadaniach sprawdzających ich pamięć i objawy depresji. 

Dalsze analizy uszkodzonej tkanki mózgowej sugerują, że rotacja komórek odwróciła niektóre uszkodzenia neuronów związane z urazem, zmniejszyła ogólny stan zapalny i poprawiła zdolność mózgu do adaptacji do zmian. Naukowcy wstrzyknęli również myszom cząsteczkę, która wywołuje reakcję immunologiczną imitującą infekcję, po czym stwierdzili, że u myszy poddanych interwencji zachowanie chorobowe było niższe.

- Jeśli mikroglej w ludzkim mózgu nie wraca do normy i po urazie głowy utrzymuje się przewlekły stan zapalny, to problemy powoduje nie tylko wtórny uraz mózgu. Nawet infekcja wirusowa po wyleczeniu wstrząśnienia mózgu może prowadzić do zaburzeń poznawczych lub behawioralnych albo nasilać inne zaburzenia zachowania, np. depresję. Istnieje rzeczywisty związek między urazem głowy a zdrowiem psychicznym, a ryzyko nie znika. Teraz bardziej uważnie przyglądamy się szlakom, które powodują zmiany w mikrogleju, i staramy się wycelować w coś konkretnego na tym szlaku. To jest droga naprzód - podsumował prof. Godbout.