Регистрация / Вход
Прислать материал

14.616.21.0039

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.616.21.0039
Тематическое направление
Науки о жизни
Исполнитель проекта
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биофизики клетки Российской академии наук
Название доклада
Механизмы выживания нейронов при инсульте
Докладчик
Зинченко Валерий Петрович
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Цель: выяснить роль противовоспалительных процессов в выживании нейронов и использовать знание противовоспалительных сигнальных каскадов для их активации с целью купирования последствий ишемии мозга.
Задачи: i выяснить взаимодействие воспаления, нейронной возбудимости и нейропластичности при инсульте;
ii контроль воспалительных сигналов в течение и после мозговой ишемии в ГЭБ и в паренхиме. Доказательство противоспалительного действия IL-10;
iii долгосрочный контроль восстановления нейронов при противовоспалительном лечении;
iv разработка нового экспериментального подхода лечения инсультов.
Актуальность и новизна исследования
До настоящего времени лечение ишемического инсульта проводилось только с рекомбинантным тканевым активатором плазминогена (rtPA), введенного в период 4.5 часа после инсульта, но не позже, и много пациентов оставались нетрудоспособны после такой терапии. Кроме того, эксперименты часто были неудачными при клинических испытаниях. Поэтому, важно проведение новых фундаментальных исследований в тесной связи с клиническими.
При количестве инсультов 1.300.000 в год в ЕС и 300.000 в России, инсульт является одной из главных причин смертности и появления нетрудоспособного населения во всем мире. Оценка затрат в связи с инсультами в Европе в 2010 составила приблизительно €64.1 миллиарда. Учитывая, что возраст является одним из доказанных факторов риска инсульта, старение мирового населения подразумевает увеличение числа людей в зоне опасности. Считается, что риск получения инсульта составляет сейчас от 8 до 10%, и возможно еще повысится в будущем. По прогнозу, общая стоимость ухода при инсульте будет составлять 6.2% от стоимости всех заболеваний в 2020г. Такое огромное экономическое и социальное бремя ишемического инсульта находится в сильном контрасте с ограниченными вариантами лечения, доступными в настоящее время. Таким образом, инсульт является одним из величайших бед нашего времени, и успехи в его лечении окажут огромное влияние не только на клинику, но и на общество в целом.
Описание исследования

Основное внимание будет уделено воспалительным процессам, происходящим в гемато-энцефалическом барьере мозга, и противовоспалительным сигнальным путям, активируемым цитокином IL-10, которые влияют на последствия инсульта и его лечение. В процессе исследований будет выясняться взаимодействие процессов воспаления, нейронной возбудимости и перестройки/нейропластичности; будут регистрироваться противовоспалительные сигналы в течение и после мозговой ишемии в гемато-энцефалическом барьере и в паренхиме; будут определены долгосрочные последствия противовоспалительного лечения и предложены новые экспериментальные подходы лечения инсульта.

Результаты исследования

Группа из Гамбурга, показала, что основная популяция Т-клеток, экспрессирующая IL-10, не является регуляторными Т-клетками, а являются FoxP3-отрицательными и CD4-положительными Т-клетками. Другим источником IL-10 являются макрофаги, которые в первый день после инсульта увеличивали экспрессию IL-10 в 4-6 раз.

Группа из Вюрцбурга показала, что химерные мыши только с тромбоцитарным VWF были не в состоянии поддерживать нормальный тромбоз и гемостаз. Размеры инфарктной зоны мозга были значительно увеличены. Эти повреждения не развивались, если блокировали взаимодействия тромбоцитарного фактора Виллебранда с гликопротеином (GP)Ib. Быстрое восстановление просвета сосудов является основой для успешного лечения ишемии головного мозга.

Группа из Левена обнаружила присутствие значительного количества фактора Виллебранда (VWF) в тромбах после инсултьта. Введение ADAMTS13 через 5 минут после окклюзии дозозависимо растворяло тромбы, приводя к быстрому восстановлению проходимости MCA и, как следствие, снижало размер инфаркта мозга. Впервые показана мощная тромболитическая активность ADAMTS13, во время инсульта.

Российской группой разработана методика длительного культивирования нейронов и методика визуализации отдельных подтипов ГАМКергических нейронов в культуре. Показано, что отдельные подтипы ГАМКергических нейронов гиппокампа крысы, содержащие различные Са2+-связывающие белки, можно идентифицировать по форме Са2+ сигнала в ответ на деполяризацию, активацию глутаматных рецепторов и во время спонтанной активности.

Установлен и изучен путь передачи сигнала от рецептора IL-10, защищающий нервные клетки при ишемическом инсульте. Показано, что в защитное действие IL-10 вовлечены несколько ветвей PI3-киназного пути, путь подавления апоптоза и путь подавления генерации АФК.

В экспериментах с длительной ишемией показано, что нейроны реагируют на кратковременным увеличением частоты спонтанных синхронных кальциевых импульсов с участием NMDA- и IP3-рецепторов, которая сменяется подавлением активности и глобальным повышением Са2+. Активность рецепторов контролируется PI3-киназа-зависимым сигнальным путем и подавляется в присутствии IL-10. Показано, что PI3-киназный путь передачи сигнала недостаточен в отдельных популяциях тормозных ГАМКергических нейронов, что приводит к их гипервозбуждению и последующей селективной гибели при ишемии. IL-10 обеспечивает эффективную защиту нейронов активируя PI3-киназа-зависимое подавление Са2+ каналов и передавая сигнал в ядро на экспрессию противовоспалительных и других защитных генов. Показано, что ионы Ca2+ осуществляют отрицательную обратную связь, активируя ГАМКергические нейроны, вызывающие торможение нейрональной сети при гипервозбуждении.

Проведены эксперименты, показывающие, что включение PI3-киназного сигнального пути прямыми активаторами PI3-киназы, или рецепторами, сопряженными с Gi белками эффективно подавляет гипервозбудимость и защищает нейроны мозга при ишемии. Наиболее эффективным нейропротектером оказался IL-10.

 

Практическая значимость исследования
Активация PI3-киназного сигнального пути, приводящего к активации PKB- и PKG-зависимого фосфорилирования белков-мишеней и экспрессии противовоспалительных генов будет стратегией защиты нейронов от гибели при ишемическом инсульте. Перспективно совместное применение антител, активирующих IL-10 рецептор, агонистов рецепторов, сопряженных с Gi белками, синтетических активаторов PI3-киназы, антиоксидантов.