Mokslininkai pristatė labai optimistišką atradimą: vaistai nuo uždegimo gali atjauninti smegenis

Mokslininkai tvirtina, kad senyvo amžiaus pelėms davus tokio vaisto sumažėjo smegenų uždegimo atvejų, be to, pelės išmoko naujų užduočių ir tapo beveik tokios pat sumanios, kaip ir perpus jaunesnės, rašoma futurity.org.

„Apie pasenusias smegenis dažnai galvojame taip pat, kaip apie neurodegeneraciją, t. y. su amžiumi netenkama funkcionalumo ir ląstelių. Vis dėlto naujieji duomenys pasakoja visiškai kitą istoriją, kodėl pasenusios smegenys prasčiau funkcionuoja. Kaltas uždegimų sukeltas poveikis, savotiška „migla“, – sakė vyresnioji tyrimo autorė Daniela Kaufer, dirbanti integracinės biologijos dėstytoja Berklio universitete.

„Pašalinus uždegimo sukeltą „miglą“, vos po kelių dienų pasenusios smegenys pradeda dirbti kaip jaunos. Tai labai, labai optimistiškas atradimas, kalbant apie smegenų lankstumą. Mes galime atjauninti smegenis.“

Sėkmingas pelių gydymas remia naują radikalų požiūrį į tai, kas sukelia neretai su senėjimu siejamą sumišimą ir silpnaprotystę. Vis daugiau tyrimų rodo, kad su amžiumi filtravimo sistema, neleidžianti molekulėms ar kraujyje esantiems infekciniams organizmams patekti į smegenis (vadinamasis barjeras tarp kraujo ir smegenų), suprastėja ir praleidžia chemikalus, sukeliančius uždegimą ir smegenų ląstelių žūtį.

Įžengus į aštuntąją dešimtį, beveik 60 proc. suaugusiųjų barjeras tarp kraujo ir smegenų pasidaro nesandarus. Tokią išvadą pateikė Izraelio Ben-Guriono universiteto, esančio Negevo dykumoje, bei Kanados Dallhousie universiteto darbuotojas Alonas Friedmanas, atlikęs tyrimus magnetinio rezonanso aparatu.

Du biožymenys rodo barjero tarp kraujo ir smegenų problemas

Susijusio tyrimo, kurį atliko pirmiau minėti du mokslininkai ir Danas Milikovskis iš Ben-Guriono universiteto, rezultatai rodo, kad uždegiminė „migla“, sukelta nesandaraus barjero tarp kraujo ir smegenų, pakeičia įprastą pelės smegenų ritmą ir sukelia į mikropriepuolius panašius negalavimus – trumpalaikius hipokampo įprasto ritmo sutrikimus, kurie gali baigtis simptomais, primenančiais degeneratyvines smegenų ligas, tokias kaip Alzheimeris.

Elektroencefalogramos parodė panašų smegenų bangų suardymą, arba paroksizminius lėtųjų bangų sutrikimus, ištyrus epilepsija ir kognityvine disfunkcija (įskaitant Alzheimerio ligą ir nedidelį kognityvinį sutrikimą) sergančius asmenis. Šie tyrimai gydytojams nurodė du biožymenis (barjero tarp kraujo ir smegenų pralaidumą, aptinkamą naudojant magnetinį rezonansą, ir nenormalius smegenų veiklos ritmus, aptinkamus elektroencefalogramomis). Juos galima naudoti norint nustatyti, ar žmogaus barjeras tarp kraujo ir smegenų funkcionuoja tinkamai. Taip pat atsirado galimybė sulėtinti arba net visai sustabdyti šio sutrikimo daromą žalą smegenims.

„Turime du biožymenis, tiksliai pasakančius, kurioje vietoje barjeras tarp kraujo ir smegenų yra nesandarus, todėl galime atrinkti pacientus gydymui ir nuspręsti, kuriam laikotarpiui skirti vaistą, – sakė D. Kaufer. – Įmanoma kuo puikiausiai stebėti gydymo procesą ir nutraukti vaisto skyrimą, kai barjeras tarp kraujo ir smegenų sugyja.“

Mokslininkai seniai įtarė, kad nesandarus barjeras tarp kraujo ir smegenų sukelia bent dalį audinių pažeidimų po smegenų traumos ir kažkiek prisideda prie kognityvinių funkcijų prastėjimo senstant, tačiau niekas nežinojo, kaip visa tai vyksta.

2007 m. A. Friedmanas ir D. Kaufer šiuos sutrikimus susiejo su kraujo baltymu albuminu. 2009 m. mokslininkai įrodė, kad kai po traumos į smegenis patekęs albuminas susijungia su smegenų ląstelėse, vadinamose astrocitais, esančiu transformuojančio augimo veiksnio (TGF) beta receptoriumi, pasireiškia daug uždegiminių reakcijų, kurios pažeidžia kitas smegenų ląsteles ir nervinių ląstelių grandines. Taip pat sumažėja neuronų inhibicija, padidėja jų sužadinimas bei polinkis į priepuolius.

Atlikę keletą tyrimų su pelėmis, mokslininkai nustatė, jog, užblokavus receptorių vaistu nuo padidėjusio kraujo spaudimo (losartanu), po smegenų traumos neišsivysto epilepsija. Epilepsija yra dažnas smegenų sukrėtimų, pavyzdžiui, kokius patiria kareiviai sprogus bomboms pakelėse, padarinys.

Tolesni tyrimai parodė, kad barjeras tarp kraujo ir smegenų tampa pralaidus po insulto, trauminio smegenų sužeidimo ir smegenų sukrėtimo žaidžiant futbolą. Tyrėjų rezultatuose matomas tvirtas ryšys tarp minėtųjų smegenų traumų bei albumino ir pernelyg sužadinto TGF beta receptoriaus.

Kognityvinių funkcijų prastėjimo sustabdymas

Savo naujajame tyrime A. Friedmanas ir D. Kaufer pademonstravo, kad nuo albumino jaunų pelių smegenys po savaitės atrodo kaip senų pelių, kalbant apie hiperjaudrumą ir polinkį į priepuolius. Albumino gavusios jaunos pelės taip pat prasčiau įveikė labirintą – panašiai kaip ir senos.

„Į jaunų pelių smegenis įšvirkštę albumino, tam tikra prasme atkartojome smegenų senėjimo procesą: genų raišką, uždegiminio pobūdžio atsaką, atsparumą dirbtinai sukeltiems priepuoliams ir mirtingumui nuo priepuolių bei suprastėjusius navigacijos labirintuose įgūdžius. Užfiksavę jų smegenų aktyvumą, aptikome paroksizminių lėtųjų bangų sutrikimų, – pasakojo D. Kaufer. – Šių sutrikimų pobūdis priklausė nuo smegenų vietos, į kurią įšvirkštėme albumino. Taigi, mūsų eksperimento pakako norint gauti pasenusį labai jaunų smegenų fenotipą.“

Kai tyrėjai pakeitė pelių genus taip, kad, pelėms pasenus, būtų galima pasyvinti TGF beta receptorių astrocituose, senyvo amžiaus pelių smegenys vėl atrodė jaunos. Pelės buvo lygiai taip pat atsparios dirbtinai sukeliamiems priepuoliams, kaip ir jaunos, bei taip pat gerai rasdavo išėjimą iš labirinto.

Kalifornijos valstijos Palo Alto mieste gyvenantis medicinos chemikas Barry Hartas pasiūlė susintetinti mažų molekulių vaistą, blokuojantį TGF betą receptorių tik astrocituose ir galintį įveikti barjerą tarp kraujo ir smegenų. Davus vaisto, pavadinto IPW, pelėms tokiomis dozėmis, kurios sumažino receptoriaus aktyvumą, senesnių pelių smegenys taip pat atrodė jaunesnės. Jos pasižymėjo jaunoms smegenims būdinga genų raiška, mažesniu uždegimu ir pagerėjusiais ritmais, t. y. sumažėjusiais paroksizminiais lėtųjų bangų sutrikimais bei mažesniu polinkiu į priepuolius. Be to, šios pelės įveikdavo labirintą arba išmokdavo atlikti erdvinio mąstymo užduotį visai kaip jaunos pelės.

Analizuodama žmonių smegenų audinius, D. Kaufer rado albumino pėdsakų senose smegenyse ir įrodymų, kad senstant padaugėja neurouždegimų bei padidėja TGF beta gamyba. A. Friedmanas sukūrė specialią magnetinio rezonanso procedūrą – dinaminį sustiprinto kontrasto rezonansą, skirtą nustatyti barjero tarp kraujo ir smegenų pralaidumą. Naudodamas naująją procedūrą, jis išsiaiškino, kad didesnę kognityvinę disfunkciją turinčių žmonių barjeras tarp kraujo ir smegenų yra pralaidesnis.

D. Kaufer teigimu, tyrimų rezultatai rodo, jog vienas ankstyvųjų veiksnių, sukeliančių neurologinio senėjimo procesą, yra smegenų kraujo filtravimo sistemos funkcijos sutrikimas.

D. Kaufer, A. Friedmanas ir B. Hartas įsteigė įmonę ir nusprendė sukurti vaistą klinikiniam naudojimui, skirtą pagydyti barjerą tarp kraujo ir smegenų. Jie tikisi, kad šis vaistas sumažins uždegimą smegenyse (taigi ir ilgalaikius pažeidimus) po insulto, smegenų sukrėtimo ar trauminio smegenų sužeidimo bei galiausiai padės silpnaprotyste ar Alzheimerio liga sergantiems vyresnio amžiaus žmonėms, kurių barjeras tarp kraujo ir smegenų yra nesandarus.

„Sprendimą radome netiesioginiu būdu. Pradėjome nuo klausimų apie ryšį tarp smegenų plastiškumo ir kraujo–smegenų barjero, trauminius smegenų sužeidimus ir epilepsijos išsivystymą, – aiškino D. Kaufer. – Bet kai nemažai sužinojome apie šiuos mechanizmus, ėmėme svarstyti, jog galbūt viskas panašiai vyksta ir smegenims senstant. Tai nauja biologinė informacija, visiškai naujas požiūris į tai, kodėl neurologinės funkcijos prastėja su amžiumi.“

Mokslininkai sulaukė paramos iš Nacionalinių sveikatos institutų, Europos Sąjungos septintosios bendrosios programos, Izraelio mokslo fondo bei Jungtinių Amerikos Valstijų ir Izraelio dvišalio mokslo fondo.