Миллионы людей во всем мире живут с рассеянным склерозом (РС), заболеванием, при котором иммунная система атакует клетки центральной нервной системы (ЦНС), вызывая непредсказуемые симптомы, которые могут включать тремор, слабость, проблемы со зрением и утомляемость.
Лечение рассеянного склероза направлено на защиту нейронов путем сдерживания иммунной системы . Это замедляет прогрессирование заболевания, но также делает пациентов более уязвимыми для инфекций.
Теперь открытие ученых из Университета здоровья штата Юта предлагает альтернативную терапевтическую стратегию: восстановление естественной баррикады — барьера между кровью и ЦНС, который разрушается при рассеянном склерозе. Обычно этот барьер удерживает повреждающие молекулы от нейронов.
Рассеянный склероз развивается, когда своенравные иммунные клетки разрушают защитную оболочку, окружающую нейроны. Его точная причина неизвестна, но ясно, что воспаление способствует развитию болезни. Это воспаление усугубляется, когда на ранних стадиях заболевания защитный гематоэнцефалический барьер начинает разрушаться, позволяя жидкостям и белкам крови вытекать из кровеносных сосудов и попадать в головной и спинной мозг.
«Мы считаем, что разрушение гематоэнцефалического барьера вызывает реальную проблему», — говорит Шеннон Одельберг, доктор философии, доцент кафедры внутренней медицины. «Итак, если вы можете стабилизировать сосудистую сеть и уменьшить эту утечку, вы можете уменьшить количество белков, которые наносят ущерб, и вы можете уменьшить воспалительную реакцию».
В журнале Neuron Одельберг, профессор внутренней медицины Вейцюань (Венди) Чжу, доктор философии, и его коллеги сообщают, что у мышей с РС-подобным состоянием гемато-ЦНС барьер становится негерметичным, когда клетки, выстилающие кровеносные сосуды, внутренние стены трансформируются и теряют способность собираться в плотный слой. Они обнаружили, что могут восстановить барьер, обратив эту трансформацию вспять. Как только барьер был восстановлен и вызывающие воспаление молекулы из крови больше не могли проникать в ЦНС, поврежденные нейроны начали восстанавливаться, и симптомы у животных уменьшились.
Чжу говорит, что исследователи только начинают осознавать, как изменения в кровеносных сосудах, снабжающих ЦНС, способствуют нейродегенерации, характерной для рассеянного склероза, но накапливаются доказательства того, что нарушение гематоэнцефалического барьера играет роль в ряде состояний. Ухудшение барьера также наблюдалось в исследованиях болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона и болезни Гентингтона.
Чжу и Одельберг знали, что когда гемато-ЦНС барьер разрушается, клетки, которые выстилают стенки кровеносных сосудов, часто теряют физические соединения, которые обычно тесно связывают их с соседями, чтобы предотвратить проскальзывание вредных молекул между ними, подобно соединенным рукам в игра красного вездехода останавливает продвижение бегунов. Но когда постдокторский исследователь Чжунлоу Сун, доктор философии, внимательно изучил ЦНС у мышей с РС-подобным состоянием, он обнаружил, что изменения в этих клетках выходят за рамки потери этих структурных связей. Клетки, казалось, приобрели новую идентичность.
Сан обнаружил, что некоторые из клеток больше не были настоящими эндотелиальными клетками, типом клеток, которые выстилают здоровые кровеносные сосуды. Вместо этого они имели характеристики мезенхимальных клеток, которые не продуцируют шарнирно-подобные белки, связывающие эндотелиальные клетки вместе. «Обычно они плотно скреплены, чтобы удерживать эту жидкость, но они теряют эти плотные соединения, когда превращаются в мезенхимальные клетки, позволяя жидкости и белкам проходить в ткани, где может произойти повреждение», — объясняет Одельберг. .
С помощью дальнейших экспериментов команда смогла проследить, как клеточные сигналы, которые способствуют воспалению, также запускают превращение эндотелиальных клеток в более похожие на мезенхимальные клетки. Как только они идентифицировали эти сигналы, они обнаружили, что могут блокировать переход с помощью соединений, нацеленных на любую из трех разных точек на пути передачи сигнала. Даже когда трансформация уже произошла, они могли уговорить мезенхимальные клетки в негерметичных кровеносных сосудах вернуться обратно к эндотелиальным клеткам. Это стабилизировало гематоэнцефалический барьер. Поврежденные нейроны начали восстанавливаться, и симптомы у животных стали менее выраженными.
Необходимы дальнейшие эксперименты, чтобы лучше понять переход эндотелиальных клеток в мезенхимальные клетки и как его контролировать. Но, учитывая критическую роль барьера между кровью и ЦНС, Чжу и Одельберг надеются, что обращение или предотвращение перехода эндотелиальных клеток в мезенхимальные клетки может защитить ЦНС у людей с рассеянным склерозом и, возможно, другими нейровоспалительными заболеваниями.
«Иммуносупрессивные препараты, которые обычно используются для лечения рассеянного склероза, могут представлять некоторые серьезные риски для пациента, но данные свидетельствуют о том, что терапевтическая стратегия, которую мы исследовали в этом исследовании, не влияет на иммунную систему, что обеспечивает возможный способ лечения рассеянного склероза, не вызывая серьезные побочные эффекты , связанные с иммуносупрессией», — говорит Чжу. «Это потенциальная выгода на будущее».
Исследование называется «Нейровоспалительное заболевание нарушает гематоэнцефалический барьер посредством перекрестных помех между провоспалительной и эндотелиально-мезенхимальной передачей сигналов» и опубликовано в журнале Neuron.
