Újabb lépés az agyi keringési zavarok mechanizmusainak megértésében

Az ELKH Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet (KOKI) Dénes Ádám által vezetett Lendület Neuroimmunológia Kutatócsoportja elsőként tárta fel a mikroglia sejtek szerepét az agyi keringés és a neurovaszkuláris csatolás szabályozásban. A felfedezés meghatározó jelentőségű az idegrendszeri betegségek – mint például a stroke, az Alzheimer-kór, a Parkinson-kór, az epilepszia és a demencia – hátterében gyakran meghúzódó agyi keringési zavarok mechanizmusainak megértése szempontjából is. A kutatás eredményeit bemutató tanulmány a Journal of Experimental Medicine című rangos nemzetközi folyóiratban jelent meg - tudatta az intézmény közleményben.

A mikrogliát elsősorban az agy legfontosabb immunkompetens sejttípusaként, valamint az agyi gyulladásos folyamatok fő szabályozójaként ismeri a tudományos közösség. Megváltozott aktivitása olyan betegségek kialakulásában játszik aktív szerepet, mint a stroke, az Alzheimer-kór, a Parkinson-kór, az epilepszia, a demencia vagy az amiotrófiás laterális szklerózis (ALS). A mikroglia fiziológiás és patológiás szerepének vizsgálata népszerű, intenzíven fejlődő kutatási terület. Ennek köszönhetően a kutatócsoport jelentős tudásanyaggal rendelkezik a mikroglia-idegsejt kapcsolatok terén, a témában több nemzetközileg is nagy figyelmet kapott közleményt jegyeznek. Ezzel szemben a mikroglia kapcsolatáról az agyi erekkel és keringéssel jóval kevesebb ismeret áll rendelkezésre, jóllehet a mikroglia sejtek az agyi erek gyulladásos változásait vagy sérülését rendkívül korán érzékelik, és feltételezhető volt ezen sejtek aktív, támogató szerepe egyes agyi vaszkuláris folyamatok terén is.

A Dénes Ádám és munkatársai, köztük Császár Eszter és Lénárt Nikolett kiemelkedő hozzájárulásával megvalósított kutatási program során számos in vivo képalkotó és non-invazív módszert, nagy felbontású molekuláris anatómiai technikákat és in vitro képalkotó vizsgálatokat egyaránt alkalmaztak. A kutatók a sokoldalú megközelítés segítségével igazolták a mikroglia alapvető szerepét a neurovaszkuláris csatolás, a hiperkapnia-indukálta vazodilatáció és az agyi keringés zavaraihoz történő adaptáció során. Az eredmények alapját a mikroglia, az idegsejtek és a neurovaszkuláris egység vérkeringés-szabályozásban szerepet játszó sejtjei között most feltárt speciális, dinamikusan változó anatómiai kapcsolatok teremtik meg. A felfedezés jelentőségét jól mutatja, hogy a mikroglia megváltozott aktivitása, a csökkent agyi keringés, valamint a neurovaszkuláris csatolás károsodása a fent említett gyakori idegrendszeri kórképek esetén megelőzi a neurológiai tünetek kialakulását.

Az eredmények egyben igazolták, hogy a mikroglia sejtek diszfunkciója az erekkel és a keringésszabályozásban részt vevő sejtekkel kialakított komplex kapcsolatok megváltozása révén modulálja az agyi vérkeringést. A felfedezésnek komoly klinikai implikációi lehetnek, többek között a mikroglia megváltozott aktivitása az agyi keringés modulálásán vagy a csökkent perfúzióhoz történő adaptáción keresztül befolyásolhatja a demencia, a stroke vagy az átmeneti ischémiás roham (TIA) klinikai kimenetelét, különösen a rizikófaktorokkal érintett (carotis stenosis, aneurisma, magas vérnyomás, krónikus vaszkuláris gyulladás) betegcsoportok esetében. Hasonló interakciók révén a mikroglia hozzájárulhat a cerebrális ischémiát követő keringési elégtelenséghez vagy a subarachnoidealis vérzés (haemorrhagia) következtében kialakuló érgörcshöz (vazospazmus) is. A mikrogliát tehát a fiziológiás és patológiás agyi keringés fontos modulátoros sejttípusának kell tekinteni, működésének alaposabb megismerése számos neurológiai betegség terápiájának kidolgozásához nyújthat segítséget.

 

a: Agykérgi érhálózat (zöld) in vivo két-foton mikroszkópiával készített 3D rekonstrukciója. A mikroglia (piros) sejtek az érhálózat valamennyi szakaszával funkcionális kapcsolatban vannak.

b: A mikroglia és az endothelium sejtek között kialakuló specifikus anatómiai kapcsolat nagy felbontású elektron tomográfiás képe.

c: Hiperkapnia-indukálta vazodilatáció során in vivo két-foton mikroszkópiával készített felvételek kontroll és diszfunkcionális mikrogliával (P2Y12R KO) rendelkező állatokból. (Pirossal az éppen dilatáló agyi ér látható.)

d: Ismételt, tranziens egyoldali Arteria Carotis Communis okklúzió során tapasztalt csökkent agyi perfúzió mikroglia depletált és kontroll állatokban Laser Speckle Contrast képalkotással.