Учёные лаборатории нейробиологии ТГУ в ходе серии экспериментов, проведённых с использованием модели ишемического инсульта у крыс, получили новые данные о процессах, которые происходят в очаге поражения головного мозга. Эта информация может стать основой неинвазивного диагностического метода, позволяющего оценивать степень воспаления, прогнозировать течение заболевания и выбирать стратегию лечения пациентов, переживших «сосудистую катастрофу». Результаты исследований опубликованы в высокорейтинговом журнале «International Journal of Molecular Sciences».

Целью исследования, выполненного нейробиологами при поддержке РНФ, было изучение процесса образования новых нейронов при ишемическом инсульте. Для этого был создан особый способ маркировки молодых нейронов. Учёные ТГУ вместе с коллегами из Университета Лёвена (Бельгия) сконструировали «курьера» для транспортировки генетического материала в клетки головного мозга – специальные векторы на основе ленитивирусов и аденоассоциированных вирусов. Сходный метод доставки генетического материала сейчас применяется при создании некоторых вакцин и лекарств.

Генные инженеры вставили в обезвреженный вирус ген белка ферритина и особую генетическую последовательность, которая позволяет увеличить выработку ферритина только в молодых нейронах. Молодые нейроны, накопившие ферритин, содержащий атомы железа, можно «увидеть» при использовании специального протокола МРТ.

– При сканировании мозга животных, у которых был смоделирован ишемический инсульт, мы увидели две области со специфичным изменением МРТ-сигнала, указывающим на присутствие большого количества клеток, содержащих ферритин, – говорит заведующая лабораторией нейробиологии НИИ ББ ТГУ Марина Ходанович. – Сигнал был зафиксирован в неишемической зоне, где после инсульта обычно начинается активная выработка молодых нейронов. Это не стало сюрпризом для нас, но вот наличие такого же сигнала в очаге инсульта оказалось неожиданным.

Последующее исследование срезов головного мозга показало, что такой сигнал подавали макрофаги – клетки иммунной системы, которые ещё называют «большими пожирателями» (от др.-греч. μακρός — большой, и φάγος — пожиратель). Макрофаги способны к активному захвату и перевариванию бактерий, чужеродных или токсичных для организма частиц и фрагментов погибших клеток. После инсульта головного мозга макрофаги мигрируют в ишемический очаг, где поглощают не только разрушенную нервную ткань, но и эритроциты, богатые железом, благодаря чему становятся «заметными» на МРТ.

По мнению нейробиологов ТГУ, наблюдение за скоплениями макрофагов с помощью МРТ можно использовать для создания нового диагностического подхода, который будет полезен врачам-клиницистам. Технология позволит оценивать интенсивность воспаления в очаге инсульта, получать больше информации о состоянии пациента, точнее прогнозировать течение заболевания и подбирать медикаментозную терапию.

Сейчас главная задача, которую нужно решить нейробиологам, – найти способ разграничения сигналов от макрофагов и новых нейронов с генетическими метками. Для этого необходимо продолжить начатые исследования, чтобы получить дополнительные фундаментальные знания о поведении макрофагов и новых нейронов в очаге ишемического поражения. В случае продления гранта РНФ исследования учёных ТГУ будет направлены на решение именно этих задач.