Проведенные ранее нейробиологические исследования показали, что при повреждении центральной нервной системы (ЦНС), например, после инсульта или травм спинного мозга, очаги поражения окружаются границами вновь пролиферирующих астроцитов.

Астроциты — это звездчатые глиальные клетки, которые , как известно, выполняют ряд функций: от очистки нейротрансмиттеров до содействия образованию синапсов в здоровом мозге и реагирования на травмы и заболевания.

Хотя пролиферация реактивных астроцитов вокруг поврежденной ткани ЦНС хорошо документирована, уникальные особенности этих клеток и их вклад в заживление ран еще не раскрыты. Лучшее понимание астроцитов вокруг границ поражения может дать информацию о разработке более эффективных и целевых терапевтических стратегий для содействия восстановлению после травм или инсультов.

Исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе недавно провели исследование, направленное на лучшее понимание реакций астроцитов на повреждение тканей ЦНС . Их результаты , опубликованные в Nature Neuroscience , предполагают, что после того, как взрослые мыши переносят травмы спинного мозга или инсульты, 90% астроцитов, формирующих границы вокруг их поражений, происходят из пролиферирующих местных астроцитов, в то время как 10% происходят из клеток-предшественников олигодендроцитов .

«Помимо нервных клеток, головной и спинной мозг содержат другие типы клеток, которые важны для функций поддержки и реагирования на травмы, инфекции и заболевания», — рассказал Medical Xpress Майкл Софроньев, соавтор статьи. «Астроциты — один из таких типов клеток. До недавнего времени (последние 25 лет) эти другие типы клеток, включая астроциты, в значительной степени игнорировались, а их роль была плохо изучена».

В прошлом считалось, что астроциты предотвращают повторный рост нервных клеток после травм или инсультов. Это предыдущее убеждение изначально вдохновило Софроньева и его коллег на исследование этих клеток, однако их исследования показали, что это далеко от реальности.

Фактически, две из их предыдущих статей, опубликованных в Nature в 2016 и 2018 годах , изложили экспериментальные доказательства, которые предполагали, что верно обратное. Вместо того, чтобы предотвращать повторный рост поврежденных нервных клеток, команда обнаружила, что астроциты могут поддерживать повторный рост клеток и восстановление повреждений после травм.

«Текущее исследование является продолжением этой более ранней работы и подробно изучает, почему и как астроциты реагируют на повреждение тканей», — пояснил Софроньев. «Мы показываем, что в ответ на инсульт или травматическое повреждение астроциты размножаются и образуют нейрозащитные границы вокруг поврежденных участков.

«Эти вновь образованные астроцитарные границы служат для защиты соседних сохранившихся нейронов, окружая воспалительные клетки , которые проникают в поврежденную область, очищая ее от мусора и защищая от инфекции».

Границы, образованные вокруг поражений, по сути, ограничивают воспалительные клетки, не давая им распространяться и повреждать сохранившиеся нервные клетки . Астроциты, образующие эти границы, теперь называются «астроцитами заживления ран».

В рамках своего недавнего исследования Софроньев и его коллеги приступили к изучению того, как астроциты в головном и спинном мозге взрослых мышей реагируют на повреждения тканей. Для этого они использовали комбинацию методов, которая позволила им проводить гистологические срезы тканей и биохимические анализы экспрессии генов.

«В течение многих лет астроциты считались вредными клетками после травматических повреждений, инсультов или заболеваний», — сказал Софроньев. «Напротив, наши результаты показывают, что астроциты выполняют нейропротекторные функции во многих контекстах расстройств. Появляются намеки на то, что некоторые из этих функций становятся менее эффективными по мере старения или в определенных контекстах заболеваний».

Результаты, полученные исследователями, свидетельствуют о том, что после того, как взрослая мышь переносит инсульт или травму ЦНС, местные зрелые астроциты дедифференцируются, размножаются и генетически перепрограммируются для выполнения определенных функций.

В результате этих процессов молекулы, связанные с взаимодействием астроцитов и нейронов, подавляются, в то время как молекулы, взаимодействующие с иммунными клетками и связанные с заживлением ран, повышаются.

Эти наблюдения способствуют пониманию астроцитов и их роли в восстановлении повреждений ЦНС. В будущем они могут проложить путь для дальнейших исследований, сосредоточенных на особенностях астроцитов, заживляющих раны, что может привести к более важным открытиям.

«Понимание базовой биологии функций астроцитов в ответ на травму и инсульт и, в конечном итоге, понимание того, как эти реакции регулируются молекулярными сигналами, имеет потенциал для выявления новых терапевтических целей, которые могут улучшить результаты», — добавил Софроньев.

«Наша следующая цель — идентифицировать сигнальные молекулы, которые регулируют заживление ран астроцитами после травматического повреждения или инсульта и которые можно было бы использовать для улучшения заживления ран путем сохранения большего количества функциональной ткани и, таким образом, улучшения результата».