Международный неврологический журнал Том 17, №7, 2021
Вернуться к номеру
Екзосоми опосередковують терапевтичну ефективність Церебролізину при черепно-мозковій травмі
Авторы: Michael Chopp
Henry Ford Hospital, Detroit, USA
Рубрики: Неврология
Разделы: Справочник специалиста
Версия для печати
Висвітлення переваг лікування Церебролізином, а також механізмів, що опосередковують ефекти Церебролізину як високоефективного препарату з нейроваскулярними ефектами при черепно-мозкових травмах (ЧМТ) та інсульті, — це справа, якою постійно займаються доктор Michael Chopp і його команда в Henry Ford Healthcare System. У даній лекції він узагальнив результати останніх досліджень. Церебролізин вивчали на кількох моделях ЧМТ у тварин, включно із закритою черепно-мозковою травмою (ЗЧМТ, класична модель Мармару) середнього ступеня тяжкості [1]. Лікування було розпочато через 4 години після травми й тривало протягом 10 днів. Серед функціональних результатів, що оцінювалися, була поведінка у водному лабіринті Морріса. У цій моделі травмовані тварини плавають у басейні, і вони повинні знайти приховану (під водою) платформу. Здорові тварини можуть швидко знайти платформу, але травмовані тварини витрачають для цього набагато більше часу, що свідчить про скомпрометовану здатність вивчати просторові сигнали. Однак травмовані тварини, у яких застосовували Церебролізин, нічим не відрізняються за швидкістю навчання від тварин контрольної групи. Інший функціональний аспект, що має велике значення для ЧМТ, — це соціальна поведінка, оскільки багато пацієнтів із ЧМТ страждають від депресії і втрачають нормальну соціальну активність. У трикамерному тесті (Three Chamber Test) було продемонстровано, що застосування Церебролізину спричинило повне відновлення соціальної взаємодії, яка була пригнічена в результаті закритої ЧМТ, що призвело до відсутності допитливості й бажання взаємодіяти з іншими тваринами (рис. 1).
Були також досліджені структурні й молекулярні зміни, викликані Церебролізином. Наприклад, цілісність аксонів можна виміряти за допомогою фактора фосфорильованого нейрофіламенту (pNfH+). Коли цей параметр оцінювався в різних зонах мозку, таких як зубчаста звивина, гіпокамп і кора, не було жодних відмінностей між тваринами контрольної групи й травмованими тваринами, у яких застосовувався Церебролізин. Однак за умови невикористання Церебролізину в травмованих тварин при оцінці через 90 днів після ЧМТ встановлено тяжке пошкодження аксональних структур мозку. Одним з токсичних білкових конгломератів, що описані в літературі як тісно пов’язані з ЧМТ, хворобою Альцгеймера й деменцією, є амілоїдний білок-попередник (АРР). Було продемонстровано, що Церебролізин запобігає накопиченню АРР у тих самих ключових функціональних структурах мозку. Знову ж таки через 90 днів не було відзначено ніякої різниці в групі тварин із ЗЧМТ, які отримували Церебролізин, і тварин контрольної групи (рис. 2).
Що опосередковує цю терапевтичну перевагу Церебролізину на функціональному й фізіологічному рівнях? Щоб отримати відповідь на це запитання, доктор M. Chopp досліджував зв’язок між лікуванням Церебролізином і наночастинками (екзосомами), що виробляються ендотеліальними клітинами судинної системи мозку. Вони містять різні білки, РНК-месенджери (мРНК), а також мікроРНК (міРНК). Ці невеликі (розміром 30–130 нм) структури біліпідного шару захищають, містять значну кількість інформації і діють як транспортні засоби при міжклітинній взаємодії, контрольованій судинною системою. По-перше, доктор M. Chopp описав вплив Церебролізину на запальні процеси, що впливають на судинну систему мозку й цілісність гематоенцефалічного бар’єра (ГЕБ). Потім він пов’язав ці результати з дослідженнями, що демонструють роль Церебролізину в модифікації опосередкованої екзосомами міжклітинної комунікації.
Після ЧМТ або інсульту васкуляризація мозку стає прокоагулянтною, прозапальною і протромботичною. У цьому стані судинна система сприяє розвитку вторинних травм мозку, одночасно погіршуючи й подовжуючи функціональний дефіцит пацієнта.
Експериментальна робота доктора M. Chopp показала, що Церебролізин протидіє цим патологічним змінам і сприяє нейровідновленню. Він поділився з аудиторією ключовими експериментальними даними, що дозволили зробити такий висновок. Після ЗЧМТ у мозку досліджуваних тварин відбувається значне накопичення фібрину. Фібрин має токсичну дію, що призводить до посилення продукції ендотеліальними клітинами прозапальних цитокінів, таких як IRAK1, PAI-1 і NF-κB. Це, у свою чергу, призводить до збільшення проникності судин. В експериментальній моделі цілісності ГЕБ in vitro шар ендотеліальних клітин мозку людини піддавався обробці фібрином і вимірювалося витікання флуоресцентного барвника через цей шар. Церебролізин продемонстрував достовірний дозозалежний захисний ефект щодо фібрин-індукованого підвищення проникності оболонки клітин. Ця серія експериментів також продемонструвала, що Церебролізин зменшує індуковане фібрином продукування прозапальних цитокінів (наприклад, HMGB1, фактор некрозу пухлини альфа (ФНП-α), NF-κB). По суті, Церебролізин зменшує запальну реакцію всередині ендотеліальних клітин і усуває фібринзалежне пошкодження ГЕБ. Одночасно в разі затримки (до 24 годин) введення Церебролізину збільшується кількість білків, що щільно зв’язують ендотеліальні клітини (зменшена за рахунок відкладень фібрину), і зменшується рівень ICAM1 — молекул адгезії, що відповідають за адгезію запальних клітин до судин. У цих експериментах Церебролізин забезпечував захист цілісності судин, протидіючи запальним процесам, спровокованим травмою в тканині мозку (рис. 3).
/53.jpg)
Команда доктора M. Chopp встановила, що ендотеліальні клітини, оброблені Церебролізином, генерують екзосоми, які опосередковують наведені тут терапевтичні ефекти (рис. 4). Щоб з’ясувати, яку інформацію містять ці екзосоми, доктор M. Chopp провів протеомічне дослідження, у якому були ідентифіковані 1942 загальних білки. Екзосоми, отримані з ендотеліальних клітин, оброблених Церебролізином, містили 567 білків, які були більшими, і 87, що були меншими за екзосоми, отримані з необроблених клітин. Дослідники виявили, що індуковані Церебролізином білки асоціюються з клітинним переходом і метаболізмом клітинної енергії, а також є білками, активними щодо різних метаболічних шляхів і сигналізації ендоцитозу. Пригнічені білки являли собою прозапальні білки й фактори згортання, а також ті, що пов’язані з каскадами коагуляції і сигналізацією циклу синаптичних везикул. Це дослідження підтвердило, що Церебролізин генерує екзосоми всередині судин, які, у свою чергу, діють як сильні мультимодальні терапевтичні засоби (рис. 4).
/54.jpg)
Основний меседж, який рекомендовано запам’ятати з цієї лекції, це те, що Церебролізин справляє глибокий вплив на судинну систему на тваринних моделях ЧМТ. Він зменшує проникність ендотелію, а також прозапальну й протромботичну експресію білка, індуковану травмуванням мозку фібрином. Він захищає і відновлює ендотеліальну функцію, що лежить в основі цілісності ГЕБ. Нарешті, Церебролізин опосередковує ці терапевтичні ефекти через екзосоми, що утворюються у відповідь на лікування Церебролізином. Це, мабуть, найцікавіша й найвдаліша знахідка в дослідженні Церебролізину на сьогодні, оскільки терапевтичний ефект Церебролізину, що спостерігається, є вторинним порівняно з екзосомами, що утворюються в результаті лікування Церебролізином.
Список литературы
1. Foda M.A., Marmarou A. J. Neurosurg. 1994 Feb. 80(2). 301- 13. doi: 10.3171/jns.1994.80.2.0301.
2. Abbott N.J. et al. Neurobiol Dis. 2010 Jan. 37(1). 13-25. doi: 10.1016/j.nbd.2009.07.030.
3. All published and unpublished experimental data — curtesy Michael Chopp et al.