Pārdalītu muguras smadzeņu remonts

Ar savu šūnu armiju un neskaitāmām antivielām mūsu imūnsistēma ir labi izveidota, lai atvairītu kaitīgo baktēriju, vīrusu un citu mikrobu uzbrukumus. Bet tajā var būt arī atslēga uz ilgstošu noslēpumu — kā ārstēt muguras smadzeņu bojājumus, kas katru gadu paralizē tūkstošiem cilvēku. Labi zināms piemērs ir neveiksmīgais aktiera Kristofera Rīva kritiens no zirga.





Cerības uz jaunām ārstēšanas metodēm izriet no nesenajiem pētījumiem par makrofāgu imūno šūnām, kas ir vienas no pirmajām, kas nonāk uz skatuves, kad ķermenis cieš no brūces vai infekcijas. Bojātajā vietā izdalīto ķīmisko vielu ietekmē makrofāgi steidzas uz iekaisuma vietām un darbojas kā šūnu putekļu sūcēji, uzņemot invazīvus mikroorganismus, mirušas vai mirstošas ​​šūnas un citus gružus.

Noklikšķinot uz Webzines

Šis stāsts bija daļa no mūsu 1997. gada maija numura

  • Skatiet pārējo izdevuma daļu
  • Abonēt

Šis tīrīšanas darbs ir būtisks, jo tas ļauj ķermenim efektīvi salabot brūci. Ja jūs uzskatāt, ka brūce ir bedri uz ielas, makrofāgu uzdevums ir noņemt visus izdrupušo bruģa gabalus, pirms bedre ir aizpildīta.



Tomēr arvien vairāk pierādījumu liecina, ka cilvēka centrālā nervu sistēma - smadzenes un muguras smadzenes - noliedz šo imūnšūnu dziedinošo pieskārienu. Lai gan makrofāgi centrālajā nervu sistēmā parasti nepastāv, šķiet, ka tiem vajadzētu būt spējīgiem tur migrēt, ja tos pamudina iekaisīgas ķīmiskas vielas. Tomēr pirms vairākiem gadiem pētnieki sāka parādīt, ka daži makrofāgi reaģē uz smadzeņu vai muguras smadzeņu traumām.

Sekojot šim virzienam, pētnieku grupa, kuru vadīja Mihals Švarcs no Izraēlas Weizmann Zinātnes institūta, nesen atklāja, ka zīdītāju centrālā nervu sistēma izdala molekulu, kas kavē makrofāgu piesaisti un aktivitāti. Pēc Švarca teiktā, molekula, kas pētniekiem vēl nav jānosauc, arī ierobežo mikroglia šūnas smadzenēs, kas, šķiet, rūpīgi uzrauga neironu veselību un pārvēršas makrofāgos, reaģējot uz noteiktiem stimuliem.

Kāpēc mūsu centrālajai nervu sistēmai būtu līdzekļi, lai kavētu parasti noderīgo imūnsistēmu? Švarcs spekulē, ka makrofāgu kontrole ir ļoti svarīga, ja zīdītāju smadzenes vēlas novērst to sarežģīto nervu ķēžu nejaušu iznīcināšanu. Viņa atzīmē, ka makrofāgi ir nekontrolēti ēdāji, dažkārt brūces vietā aprijot veselīgas šūnas tikpat viegli kā baktērijas un atmirušās šūnas. Lielākajā daļā audu tas ir saprātīgs kompromiss, lai garantētu, ka brūce ir pareizi notīrīta. Tomēr smadzenēs un muguras smadzenēs šūnu zudums var būt postošs. Tāpēc Švarcs uzskata, ka centrālā nervu sistēma novērsa risku, ka makrofāgi varētu tai kļūdaini kaitēt, izstrādājot līdzekļus, kas nomāc šūnas. Viņa saka, ka tas ir ieguvums veselām smadzenēm, taču traumas gadījumā tas ir trūkums.



Schwartz apgalvo, ka šo imūno šūnu nomākšana ir pamatā labi dokumentētai cilvēka muguras smadzeņu nespējai sevi labot. Muguras smadzeņu traumas gadījumā cilvēks paliek paralizēts, jo smadzeņu aksoni, garie kabeļi, kas savieno vienu nervu šūnu ar citu, neatjaunojas, kad tie tiek saspiesti vai atdalīti. Bojātas nervu šūnas izsūta jaunus paplašinājumus, taču šo jauno aksonu augšana ātri apstājas.

Kāpēc cilvēka muguras smadzeņu aksoni nespēj pilnībā atjaunoties, savukārt roku un kāju aksoni, kā arī citur mūsu perifērajā nervu sistēmā to dara samērā viegli, jau sen ir bijis kaitinošs noslēpums. Gadu desmitiem zinātnieki vienkārši domāja, ka zīdītāju muguras smadzenes nespēj labot aksonus. Nesen ir radusies vienprātība, ka centrālās nervu sistēmas aksoni patiešām var atjaunoties, bet vielas to vidē aktīvi kavē to pilnīgu atjaunošanos. Piemēram, papildus Švarca makrofāgu inhibējošajai molekulai centrālajā nervu sistēmā ir sava veida mielīns — taukainā izolācija, kas ieskauj aksonus —, kas ietver vismaz vienu proteīnu, kas tieši aptur reģenerējošo aksonu. Interesanti, ka mielīns no perifērās nervu sistēmas nesatur šo proteīnu.

Švarcs apgalvo, ka makrofāgi ir nepieciešami, lai efektīvi attīrītu vaļēju mielīnu, kas satur aksonu inhibējošo proteīnu, un citus materiālus, kas caurstrāvo muguras smadzeņu traumas vietu. Nesenajos eksperimentos ar žurkām Schwartz grupa pārbaudīja makrofāgu terapeitiskās spējas uz atdalītiem redzes nerviem, bieziem aksonu kūļiem, kas pārraida informāciju starp acs tīkleni un smadzenēm. Izmeklētāji strādā ar redzes nerviem, jo ​​tie sakrīt ar muguras smadzenēm, nespējot atjaunot aksonus pēc traumas, un tos var vieglāk uzraudzīt. Pagājušā gada rudenī Švarca grupa ziņoja, ka makrofāgi, kas novietoti žurkas atdalītā redzes nerva vietā, veicināja jaunu aksonu atjaunošanos visā bojājumā.



Izaicinājums bija iedarbināt makrofāgus, kas parasti eksistē mierīgā stāvoklī, lai pārietu uz brūču dzīšanas putekļu sūcēja režīmu. Pētnieki atklāja, ka tad, kad imūnās šūnas pirmo reizi tika audzētas laboratorijā ar audiem no žurku centrālās nervu sistēmas, makrofāgu transplantācija neizdevās, iespējams, tāpēc, ka Švarca grupas atklātā imūnsupresīvā molekula neļāva šūnām aktivizēties. Bet, kad makrofāgi tika audzēti ar perifēro nervu segmentiem, šūnu transplantācijas stimulēja aksonu atjaunošanos.

Zinātnieki, kas veikuši līdzīgus eksperimentus ar žurku saspiestajām muguras smadzenēm, arī guvuši iepriecinošus rezultātus. Mēs paņēmām aktivizētos makrofāgus, ievietojām tos ievainotajās muguras smadzenēs un konstatējām pastiprinātu reģenerāciju, saka Volfgangs Streits, Floridas Universitātes smadzeņu institūta neirozinātnieks. Streits ierosina, ka makrofāgi papildus to attīrīšanas funkcijām var sagatavot ceļus aksonu audzēšanai, veidojot ekstracelulārās matricas sastāvdaļas, olbaltumvielu tīklu un citas molekulas, kas aizpilda telpu starp šūnām.

Lai gan sākotnējie atklājumi ir bijuši vilinoši, makrofāgu transplantācijas izmantošana muguras smadzeņu traumu ārstēšanai ir stratēģija, kas joprojām ir sākumstadijā. Nākamais kritiskais solis ir pierādīt, ka muguras smadzeņu aksoni, kas atjaunojas pēc makrofāgu terapijas, faktiski var atjaunot paralizēto ekstremitāšu darbību. Gan Streits, gan Švarcs jau veic pētījumus ar dzīvniekiem, lai izpētītu šo jautājumu.



Lai gan šādi pierādījumi vēl nav pieejami, pētnieki ir optimistiski noskaņoti, ka makrofāgu transplantācijas terapija kļūs par daļu no arsenāla, ko ārsti izmanto bojātu mugurkaulu ārstēšanai. Jautājums vairs nav par to, vai muguras smadzeņu aksoni var atjaunoties, saka Wise Young, muguras smadzeņu traumu pētnieks no Ņujorkas universitātes, bet gan par to, kā mēs varam panākt, lai tie ataug daudz efektīvāk.

paslēpties