Астроциты – это нервные клетки, выполняющие многие важные функции в нервной системе. Воспаление этих клеток происходит при инфекциях головного мозга и нейродегенеративных расстройствах, процесс, называемый астроглиозом. Осознавая этот фундаментальный процесс профилактики заболеваний и улучшения существующих методов лечения, группа ученых, возглавляемая исследователями из Института исследований и образования D’Or (IDOR) и пяти других федеральных университетов Бразилии, опубликовала одно из первых исследований, в которых это категорически наблюдалось. воспалительная реакция в астроцитах человека, созданная в лаборатории.
Термин астроглиоз может показаться незнакомым широкой публике, но этот воспалительный процесс является общим для некоторых заболеваний, таких как болезнь Паркинсона, Альцгеймера, рассеянный склероз и врожденные пороки развития, вызванные вирусом Зика. Хотя астроглиоз хорошо изучен в области нейробиологии, большая часть знаний получена на животных моделях – экспериментальной стратегии, которая способствует научному прогрессу, но не воспроизводит сложность человеческого мозга. "Испытания на животных имеют несомненное значение для науки, но в действительности они не полностью воспроизводят некоторые человеческие аспекты, особенно когда они связаны с реакциями иммунной системы. Это случай глиальных клеток человека, включая астроциты, которые отвечают за метаболическое обслуживание нейронов и их нервные импульсы," говорит Пабло Триндади, первый автор исследования.
Чтобы понять воспалительный процесс астроглиоза, координатор исследований и ученый Федерального университета Рио-де-Жанейро (UFRJ) и IDOR Стивенс Рехен применил процедуру культивирования клеток, которая уже стала его визитной карточкой в нескольких других исследованиях человеческого мозга, в том числе , развитие органоидов головного мозга, которые помогли связать вирусную инфекцию Зика с возникновением микроцефалии. Метод, используемый командой Рехена, – это перепрограммирование человеческих клеток, обнаруженных в моче добровольных доноров, превращение их в плюрипотентные стволовые клетки.
Затем эти стволовые клетки стимулируются, чтобы стать здоровыми астроцитами или любой другой клеткой человека, необходимой для исследования в то время. В этом случае, после создания астроцитов, ученые заставили эти клетки реагировать с воспалительным белком, известным как TNF, получив в лаборатории карту астроглиоза человека. Наблюдаемые результаты показывают, что воспалительный процесс происходит уже в течение первого часа, и со временем он постепенно ухудшает функцию астроцитов.
В дополнение к морфологическим изменениям этих клеток, которые начинают проявлять более мелкие ядра и вытянутые формы, воспаление также нарушает основную функцию астроцитов: регуляцию нейротрансмиттеров, веществ, секретируемых нейронами, ответственными за передачу информации через синапсы. Исследование показало, что астроциты человека при астроглиозе показали нарушение поглощения глутамата. Следует отметить, что глутамат является наиболее важным стимулирующим нейромедиатором, участвующим во многих функциях мозга, включая обучение и память.
Публикация является изюминкой в исследованиях астроглиоза, поскольку такой подход позволил ученым проанализировать это явление неинвазивным способом с использованием клеток человека. Исследователи отмечают, что доказательства и методы этого исследования могут служить основой для других исследований, в том числе направленных на открытие новых методов лечения, которые могут улучшить качество жизни людей, страдающих воспалением мозга, вызванным инфекциями или нейродегенеративными заболеваниями.