Svake godine oko 1,5 miliona ljudi u SAD preživi traumatsku povredu mozga usled pada, saobraćajne nesreće ili sportske povrede, što može izazvati trenutni i dugotrajni invaliditet.
Istraživači sa Medicinskog fakulteta Univerziteta Merilend (UMSOM) želeli su da bolje razumeju šta se dešava u mozgu tokom povrede, pa su sproveli studiju na miševima kako bi utvrdili kako različite vrste moždanih ćelija kod miševa reaguju na tešku traumu. U novoj studiji objavljenoj u januarskom izdanju časopisa Autophagi, otkrili su da je nakon traumatske povrede mozga, funkcija unutrašnjeg recikliranja ćelija imunološkog sistema mozga dramatično usporila, dozvoljavajući otpadnim proizvodima da se nagomilaju i ometaju oporavak od povrede.
Istraživači su takođe otkrili da je lečenje miševa koji su imali traumatsku povredu mozga lekom za promovisanje ćelijske reciklaže poboljšalo sposobnost miševa da se oporave od povreda i reše vodeni lavirint, što je mera memorijske funkcije kod miševa.
„Mnogi lekovi i potencijalna rešenja su predloženi za lečenje traumatskih povreda mozga, ali nijedan nikada nije uspeo u praksi“, rekla je glavni istraživač dr Marta Lipinski, vanredni profesor anesteziologije i anatomije i neurobiologije na UMSOM-u i član Centar za istraživanje šoka, traume i anesteziologije (STAR) u Medicinskom centru Univerziteta Merilend (UMMC). „Može biti da bi dizajniranje lekova za pacijente koji promovišu ovu ćelijsku reciklažu moglo da preokrene ili spreči oštećenje od traumatske povrede mozga kao što smo videli u našim studijama na životinjama. Nastavljamo da učimo više o molekularnim i ćelijskim biološkim mehanizmima u traumi, kako bismo mogli koristiti vođeniji pristup za razvoj rešenja.“
Ćelije tela redovno recikliraju sopstvene istrošene ili oštećene delove koji nastaju normalnim habanjem, infekcijom ili povredom u procesu poznatom kao autofagija. Većina ćelija u mozgu koristi taj proces za čišćenje sopstvenog otpada i recikliranje u manjem obimu. U prethodnoj studiji, grupa dr Lipinskog je pokazala da traumatska povreda mozga smanjuje sposobnost neurona – ćelija koje šalju električne impulse – da recikliraju sopstvene oštećene delove, što je onda dovelo do odumiranja ovih neurona. Međutim, neke ćelije u mozgu mogu da izvode veće podvige recikliranja, kao što su rezidentne imune ćelije u mozgu poznate kao mikroglija, koje mogu da progutaju, probave i recikliraju čitave oštećene ili mrtve ćelije u tkivu.
Nakon traumatske povrede mozga, bela krvna zrnca – koja su obično isključena krvno-moždanom barijerom – takođe mogu ući u mozak i raditi zajedno sa ćelijama mikroglije da bi jela i uklonila oštećene ćelije. Za ovu novu studiju, tim dr Lipinskog fokusirao se na imune ćelije — mikrogliju i bela krvna zrnca — u mozgu nakon traumatske povrede mozga i otkrio da je, kao i neuroni, njihova funkcija recikliranja takođe potisnuta.
„Otkriće dr Lipinskog o potiskivanju funkcije reciklaže u neuronima i imunim ćelijama pokazuje koliko je važno da neuronaučnici u potpunosti razumeju kompleksan sistem uključen u traumatsku povredu mozga“, rekao je Dean Mark Gladvin, MD, koji je potpredsednik za medicinu Poslovi na Univerzitetu Merilend, Baltimor, i John Z. i Akiko K. Bovers uvaženi profesori na UMSOM. „Razvoj efikasnih lekova za lečenje traumatskih povreda mozga zahteva dublje razumevanje ovih interakcija između ćelija i uticaja koji svaki tip ćelije ima na ekosistem mozga.
Da bi demonstrirali pun uticaj procesa reciklaže na traumatske povrede mozga i oporavak, dr Lipinski i njen tim blokirali su jedan od esencijalnih proteina potrebnih za obavljanje funkcije reciklaže imunoloških ćelija u mozgu miševa sa povredom mozga. Ovi miševi su doživeli još veću supresiju procesa reciklaže svojih ćelija, što je rezultiralo većom upalom u njihovom mozgu. Čak su imali lošije rezultate, mereno njihovom sposobnošću da reše vodeni lavirint, od miševa samo sa povredom mozga. Ovi nalazi sugerišu da je funkcija reciklaže imunih ćelija u mozgu neophodna za oporavak nakon traume mozga. Nasuprot tome, njegovo pojačavanje možda može smanjiti uticaj traume.
Da bi to testirali, istraživači su koristili lek, rapamicin (koji se inače koristi kao lek protiv raka ili za sprečavanje odbacivanja organa), kako bi promovisali ćelijsku reciklažu u mozgu miševa koji su imali traumatske povrede mozga. Istraživači su otkrili da su uz tretman, miševi imali niži nivo upale u mozgu i da su ovi miševi bili bolji u navigaciji vodenim lavirintom.
„Lek koji smo koristili u našoj studiji blokira skup proteina koji su važni za regeneraciju ćelija tela, tako da se ne može koristiti u dužem vremenskom periodu“, rekao je dr Lipinski. „Moramo da nastavimo ovu liniju istraživanja da bismo identifikovali tačan mehanizam kako autofagija štiti od neuroloških oštećenja kako bismo pronašli više ciljanih lekova koji povećavaju ovaj proces bez ciljanja vitalnih proteina potrebnih mozgu za regeneraciju.“
