Фенофибрат, одобренный FDA препарат, обычно используемый для лечения высокого уровня холестерина, активировал поддерживающие клетки вокруг сенсорных нейронов в мышиных моделях при повреждениях спинного мозга, помогая им вырасти в два раза быстрее, чем эффект плацебо.
Травма спинного мозга повреждает линии связи между телом и мозгом, затрудняя передачу сигналов, управляющих движением и ощущениями. Поврежденные двигательные и сенсорные нейроны в центральной нервной системе - головном и спинном мозге - имеют очень ограниченную способность к заживлению, поэтому люди, пережившие такие травмы, могут остаться на всю жизнь с хроническим параличом, онемением и болью.
Исследователи из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе определили лекарство, которое помогает заживлению сенсорных нейронов центральной нервной системы. Нейроны окружены опорными клетками, которые защищают и охраняют их.
В этом исследовании исследователи дали мышам с поврежденными сенсорными нейронами лекарство под названием фенофибрат, одобренное Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов для лечения высокого уровня холестерина. Препарат активировал опорные клетки, окружающие сенсорные нейроны, и помог им вырасти примерно в два раза быстрее, чем сенсорные нейроны у мышей, получавших плацебо.
«Когда люди думают о травме спинного мозга, они склонны думать о параличе, но есть много проблем с сенсорной обработкой и болью после травмы спинного мозга», - сказала старший автор Валерия Кавалли, доктор философии, Роберт Э. и Луиза. Ф. Данн, профессор биомедицинских исследований и профессор неврологии.
«Решение этих сенсорных проблем может иметь большое значение для улучшения качества жизни выживших. Наши данные показывают, что фенофибрат может активировать эти поддерживающие клетки и улучшить восстановление, а это значит, что мы потенциально можем использовать это одобренное FDA соединение для восстановления сенсорной функции после травм нервов ».
В отличие от нейронов головного или спинного мозга, сенсорные нервы на периферии тела заживают после травмы, поэтому рана на ноге не оставляет часть ноги навсегда онемевшей. Чтобы понять, почему регенерация происходит в периферической, а не в центральной нервной системе, Кавалли изучает уникальный тип клеток, охватывающий обе системы: сенсорные нейроны ганглиев задних корешков.
Тела таких нейронов объединяются в структуру, известную как ганглии, расположенные сразу за пределами спинного мозга. Длинная тонкая трубка, называемая аксоном, разветвляется от каждого тела клетки в противоположных направлениях, причем одна ветвь направляется в центральную нервную систему через спинной мозг, а другая становится частью периферической нервной системы по мере того, как спускается в тело.
Несмотря на то, что они являются двумя частями одной и той же клетки, периферические и центральные ветви аксонов не реагируют одинаково после повреждения. Периферические части отрастают и восстанавливаются намного быстрее и полнее, чем центральные.
Кавалли и первый автор Ошри Авраам, доктор философии, штатный научный сотрудник, подозревали, что различия в регенерации между двумя ветвями могут сводиться к различиям в поведении опорных клеток в ответ на повреждение центральной и периферической ветвей аксона.
Чтобы изучить эту возможность, исследователи сравнили экспрессию генов в пяти типах поддерживающих клеток в ганглии после повреждения периферических и центральных ветвей сенсорного нейрона. Они обнаружили, что паттерны экспрессии генов в поддерживающих клетках различались в зависимости от того, какую часть нейрона они повредили.
В частности, так называемые сателлитные глиальные клетки увеличивали экспрессию набора генов, известных как путь PPAR-альфа, известного своей ролью в метаболизме жиров, только после повреждения периферической ветви аксона. Путь не был развернут после повреждения центральных аксональных ветвей, а фактически был свернут после повреждения спинного мозга в центральной нервной системе.
Для Кавалли и Авраама это наблюдение показало, что путь PPAR-альфа может способствовать регенерации. Чтобы выяснить это, они кормили мышей фенофибратом - препаратом, активирующим PPAR-альфа - в течение двух недель, прежде чем повредить сенсорную ветвь аксона, направляющуюся в центральную нервную систему. Через три дня после травмы центральные ветви аксонов сенсорных нейронов отрасли примерно в два раза больше у мышей, получавших фенофибрат, чем у мышей, получавших плацебо.
«PPAR-альфа экспрессируется только в сателлитных глиальных клетках, а не в нейронах, поэтому эти результаты говорят нам, что нацеливание на эти поддерживающие клетки может улучшить регенерацию и потенциально облегчить сенсорные симптомы, такие как боль», - сказал Кавалли. «Это дает нам дополнительный инструмент для разработки методов лечения для восстановления функций после травм нервов. Мы не исправили травму спинного мозга, но мы на шаг ближе к тому, чтобы понять, как это сделать ».
Кавалли и его коллеги в настоящее время планируют эксперименты по объединению фенофибрата с другими экспериментальными препаратами, способствующими регенерации, нацеленными на нейроны или другие аспекты центральной нервной системы для дальнейшего улучшения регенерации.
Оригинальное исследование: открытый доступ.
« Профилирование микросреды сенсорных нейронов после повреждения периферических и центральных аксонов выявляет ключевые пути восстановления этих нейронов » Ошри Авраам, Руи Фенг, Эрик Эдвард Эван, Джастин Рустенховен, Гоянь Чжао, Валерия Кавалли.
