Нейрозапальні захворювання, включаючи хворобу Альцгеймера і черепно-мозкову травму, пов'язані з відкладенням жорстких білків, званих фібрином, які отримуються з фактора згортання фібриногену. Ці ретикулярні фібринові відкладення виникають за межами кровоносних судин головного мозку, що призводить до загибелі деяких клітин центральної нервової системи (нейронів) і в кінцевому підсумку порушення пам'яті.
Тепер, вперше, команда з Медичної школи Морсані в Центрі здоров'я Університету Південної Флориди (USF Health) повідомила, що розчинний фібриноген може безпосередньо з'єднуватися з нейронами і викликати руйнівну запальну реакцію, перш ніж він перетвориться в нерозчинні молекули фібрину. Дослідники також виявили, що фібриноген спеціально зв'язується з двома рецепторами фібриногену на поверхні нейронів: клітинним пріонним білком (PrPC) і внутрішньоклітинною молекулою адгезії-1 (ICAM-1).
Їх доклінічне дослідження під назвою «пріони і пріоноподібні механізми хвороби і біологічної функції» було опубліковано в спеціальному номері біомолекул.
Дослідження було опубліковано в спецвипуску біомолекул (останній фактор впливу: 4,879) від 18 вересня 2021 року
Цей висновок має наслідки для виявлення цільової терапії, яка може допомогти запобігти або запобігти нейродегенерації при хворобі Альцгеймера, черепно-мозковій травмі або інших хронічних нейрозапальних захворюваннях, пов'язаних з аномальною проникністю (витоком) судин в головному мозку.
"Фібриноген є одним з занедбаних винуватців в процесі нейродегенерації і втрати пам'яті", - сказав провідний дослідник доктор Девід Ломинадзе, професор хірургії, молекулярної фармакології та фізіології в usf здоров'я. "Наше дослідження показує, що фібриноген є не тільки маркером запалення (біологічний індекс), але і можливою причиною запалення мозку".
Д-р Девід Ломінадзе
Фібриноген - це білок, який природним чином виробляється в печінці і передається іншим органам і тканинам через кров. Фібриноген знаходиться за межами кровоносної судини і перетворюється в фібрин тромбіном при утворенні тромбу, який відіграє ключову роль в загоєнні ран.
Лабораторія доктора Ломинадзе зосереджена на розумінні того, як молекулярні зміни, які впливають на кровообіг найменших кровоносних судин організму, включаючи мікросудинні зміни, викликані запаленням, погіршують когнітивні здібності, особливо короткочасну пам'ять.
Дослідження доктора Ломинадзе та інших показали, що запальні захворювання пов'язані з підвищеною концентрацією фібриногену в крові, збільшенням виробництва потенційно шкідливих вільних радикалів, активацією нейрональних клітин і мікросудинною проникністю. У попередньому дослідженні, використовуючи модель миші для лікування легкої та помірної черепно-мозкової травми, команда доктора Ломинадзе повідомила, що фібриноген накопичив і активував астроцити в просторі між мікровеселями і астроцитами, іншим типом клітин мозку, який з'єднує кровоносні судини і нейрони, після проходження через стінку кровоносних судин. Ця активація збігається з підвищеною нейродегенерацією і зниженням короткочасної пам'яті.
Доктор Девід Ломінадзе (сидячи) і доктор Нурул Сулімай (ліворуч), докторант, і Джейсон Браун, старший біобіолог
У цьому останньому дослідженні дослідники охорони здоров'я USF перевірили, чи може фібриноген безпосередньо з'єднуватися з нейронами на додаток до взаємодії з астроцитами, які необхідні для передачі інформації та координації всіх необхідних життєвих функцій по всьому тілу людини.
Вони обробляли нейрони мозку здорових мишей, вирощених в стравах Петрі, фібриногеном. Фібриноген збільшує загибель цих нейронів, на що не впливає наявність або відсутність тромбінових інгібіторів, що перешкоджають перетворенню фібриногену в фібрин. Цей висновок свідчить про те, що розчинний фібриноген і фібрин на пізніх стадіях мають подібний токсичний вплив на нейрони.
Крім того, блокування функції рецепторів фібриногену PrPc і ICAM-1 на поверхні нейронів (в основному запобігаючи тісному зв'язуванню фібриногену з цими рецепторами) може зменшити запальну реакцію, що призводить до нейродегенерації.
"Дослідження показали, що взаємодія між фібриногеном і нейронами призводить до збільшення експресії прозапальних цитокінових інтерлейкінів-6 (IL-6), посиленого окислювального пошкодження і загибелі нейронів, частково завдяки його прямому зв'язку (контакту) з нейрональним PRPC і ICAM-1", - пишуть автори дослідження.
Взаємодія фібриногену плазми з його рецепторами, клітинними пріонними білками (вище) і міжклітинними молекулами адгезії (внизу) на поверхні нейронів показана червоними точками за допомогою методу, званого аналізом близькості. Наявність червоних точок вказує на взаємодію між цільовим білком і його рецептором. Нейрональні ядра показані синім кольором.
Потрібно більше досліджень. Але в цілому, дослідження USF health показують, що короткострокові проблеми з пам'яттю, викликані нейродегенеративними захворюваннями, викликаними основним запаленням, можуть бути пом'якшені кількома втручаннями, сказав доктор Ломінадзе. Ці заходи включають "інгібування загального запалення, зниження концентрації фібриногену в крові за рахунок зниження синтезу фібриногену, а також запобігання зв'язуванню фібриногену з його нейрональними рецепторами", сказав він.
Дослідження охорони здоров'я USF фінансувалося Національним інститутом серця, легенів і крові, що входить до складу Національного інституту охорони здоров'я (NIH).
