В новом исследовании ученые описали роль глиальных астроцитов в механизме повреждения нейроцитов и атрофии нервной ткани. Ранее было известно об участии этих клеток в патогенезе ряда нейродегенеративных заболеваний, включая болезни Альцгеймера, Хантингтона, Паркинсона, а также при травмах головного и спинного мозга. Однако до настоящего времени оставались неясными нюансы их непосредственной функции в патофизиологии заболеваний. В проведенной работе авторы представили новое понимание механизма, в который вовлекаются данные элементы нейроглии, а также высказали предположение о том, что многие из перечисленных заболеваний в действительности могут быть излечимы.
Исследование, результаты которого опубликованы онлайн в издании «Nature» 18 января 2017 г., проведено учеными Университета Мельбурна (University of Melbourne), Австралия, и Стэнфордского университета (Stanford University), США. В своей работе авторы демонстрируют четкое понимание функции поврежденных астроцитов, которые появляются в центральной нервной системе (ЦНС) после острой травмы или при хронических нейродегенеративных заболеваниях.
В условиях нормальной физиологии астроциты жизненно необходимы для функционирования и поддержания жизнеспособности структур головного мозга, обеспечивая клетки нутриентами, а также рилизинг-факторами для формирования межнейронных синапсов наряду со множеством других важнейших функций.
Ведущий автор работы доктор Шейн Лиддлоу (Shane Liddelow) с кафедры фармакологии и терапии (Department of Pharmacology and Therapeutics) Университета Мельбурна и кафедры нейробиологии (Department of Neurobiology) Стэнфордского университета отметил, что астроциты часто характеризуются как «клетки-хелперы», однако они же могут вносить свой вклад в общий ущерб, причиняемый травмой и заболеваниями ЦНС, проявляя токсичность и свойства «клеток-киллеров» в отношении других нейроцитов. Такие противоположные эффекты и на первый взгляд взаимоисключающие свойства долгое время оставлись загадкой. Однако в указанном исследовании впервые представлено описание двух типов астроцитов, что фактически является переосмыслением более ранних представлений о патогенезе нейротравмы и процессов атрофии.
Так, индуцирование преобразования астроцитов в реактивный подтип А1 является результатом процесса классического нейровоспаления в микроглии, в частности секреции цитокинов Il-1α, TNF и C1q, которые при комплексном влиянии выступают общим триггером в трансформации астроцитов А1. При этом клетки подтипа А1 теряют прежние протекторные свойства в отношении поддержания жизнеспособности нейронов, синаптогенеза и фагоцитоза, индуцируя гибель нейронов и олигодендроцитов. Тем не менее гибель аксотомизированных нейронов предотвратима в случае блокады образования астроцитов подтипа А1. Кроме того, в проведенной работе подтверждено, что нейротоксические астроциты часто выявляют в нервной ткани при болезнях Альцгеймера, Хантингтона, Паркинсона, амиотрофическом латеральном склерозе и рассеянном склерозе. Авторы исследования убеждены, что в совокупности полученные данные помогают объяснить гибель нейронов в ЦНС после аксотомии, убедительно доказывая, что астроциты А1 способствуют гибели нейронов и олигодендроцитов при нейродегенеративных заболеваниях, а также обеспечивая потенциальные возможности для разработки целевых методов лечения указанных патологий.
В течение многих десятилетий научные изыскания, посвященные исследованиям травмы головного мозга и нейродегенерации, были сосредоточены на изучении нейронов. Таким образом, открытие роли нейротоксических реактивных астроцитов тем более значимо, поскольку впервые полученные данные указывают на то, что острые повреждения сетчатки, головного и спинного мозга, а также нейродегенеративные заболевания потенциально могут быть излечимы.
- Liddelow Sh.A., Guttenplan K.A., Clarke L.E. (2017) Neurotoxic reactive astrocytes are induced by activated microglia. Nature, 541: 481–487.
- University of Melbourne (2017) Jekyll and Hyde cells: Their role in brain injury and disease revealed. ScienceDaily, Feb. 3 (https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170203135559.htm).
Наталья Савельева-Кулик
