Группа исследователей из Медицинского университета Южной Каролины (MUSC) разработала новый метод лечения ишемического (вызванного сгустком) инсульта и на доклинической модели показала, что он локально ингибирует комплемент в ядре инсульта и вокруг него, но не препятствует функционированию. системы комплемента в других частях тела. Их результаты сообщаются в статье, опубликованной 16 мая 2018 г. в журнале Science Translational Medicine.
"Мы видели нейронный материал внутри микроглиальных клеток и сначала подумали, что это какой-то артефакт. Это было сюрпризом," говорит Алавие "Итак, мы повторили эксперимент несколько раз, чтобы убедиться, что фагоцитоз живых нейронов действительно происходит. Ранее мы не знали, что произошло в перилезионной области после инсульта."
Они обнаружили, что живые, но подверженные стрессу нейроны демонстрируют связанные с опасностями молекулярные паттерны (DAMP, также называемые неоэпитопами), которые запускают отложение комплемента C3d на внешней клеточной мембране. C3d маркирует нейрон для быстрого очищения воспалительной микроглией. Этот механизм «быстрой реакции» помогает объяснить быструю потерю нейронов, наблюдаемую в перилезионной области. Возможно, более важным является то, что этот механизм также способствует созданию провоспалительной среды, которая вызывает очень разрушительное хроническое воспаление после инсульта.
Чтобы подавить эти процессы, команда разработала новый терапевтический агент для локального подавления активации комплемента в тех участках, где клетки экспрессируют DAMP (или неоэпитопы). Они связали фрагмент антитела, который распознает постишемический неоэпитоп (носитель), с ингибитором комплемента, назвав его B4Crry-, и протестировали его на модели инсульта на мышах. Они обнаружили, что B4Crry связывается с гипоксическими (лишенными кислорода) клетками и ингибирует активацию комплемента, но не связывается с нормально насыщенными кислородом клетками. Они также обнаружили, что B4Crry имеет короткий период полураспада в кровотоке, но длительный (35 часов) период полураспада в ткани – особенности, которые гарантируют, что ингибирование комплемента будет ограничено пораженной тканью мозга и не повлияет на системную активацию комплемента в сыворотке.
Животные, получавшие B4Crry, показали снижение отложения C3d в постишемическом мозге, улучшение неврологического дефицита и уменьшение объема инфаркта через 24 часа после инсульта по сравнению с контрольными животными. В течение 15-дневного периода восстановления у животных, получавших B4Crry, было меньше неврологических дефицитов и меньшие поражения, а также более быстрое восстановление первоначального дефицита, чем у контрольных животных. В целом, у группы, получавшей B4Crry, были более быстрые кривые обучения, лучшее сохранение усвоенной памяти и четырехкратное увеличение кортикальных и гиппокампальных нейробластов, чем у нелеченных животных.
Важно отметить, что B4Crry оказывал защитное действие у самцов, самок, взрослых и старых животных, и его преимущества были очевидны в течение 30-дневного периода и у животных, получавших лечение в течение 24 часов после инсульта. Это значительно более длительный период лечения, чем для тканевого активатора плазминогена (tPA), так называемого препарата для разрушения тромбов, и единственного доступного в настоящее время фармакологического вмешательства при инсульте. Кроме того, в отличие от tPA, B4Crry, безопасность и эффективность которого, конечно же, потребует проверки в клинических испытаниях на людях, теоретически может вводиться пациентам, подверженным риску кровотечения.
Инфекции являются основной причиной заболеваемости и смертности после инсульта, и было показано, что системное угнетение комплемента увеличивает риск инфицирования. B4Crry, однако, не увеличивал риск заражения, предлагая критическое преимущество.
"Этот ингибитор специально нацелен на место повреждения в головном мозге, поэтому его можно вводить в дозе, которая не влияет на системную активность комплемента," объясняет Томлинсон. "Таким образом, мы не влияем на иммунный механизм системы комплемента пациента и не увеличиваем риск таких инфекций, как пневмония. Перилезионная область является терапевтической мишенью для лечения инсульта, потому что там еще можно спасти нейроны. Комплемент откладывается, и микроглия атакует нейроны, которые в противном случае могли бы восстановить свою функцию. Мы обнаружили, что B4Crry предотвращает микроглиальный фагоцитоз этих живых нейронов."
Алавие выделяет дополнительные потенциальные преимущества этого подхода. "Эта терапия также дает больше времени для вмешательства и требует только простой инъекции," говорит Алавие. "Он прерывает цикл воспалительной реакции и предотвращает возникновение хронического воспаления в головном мозге, которое, как мы знаем, может продолжаться в течение многих лет после инсульта."
Команда уже исследовала этот подход при других состояниях, таких как сердечно-сосудистые заболевания, и планирует продолжить изучение ингибирования комплемента при черепно-мозговой травме (ЧМТ), чтобы понять, как механизмы, зависимые от комплемента, влияют на исходы ЧМТ. Они также показали, что эпитоп B4 экспрессируется на других поврежденных тканях человека, и надеются в ближайшем будущем провести клинические испытания терапии B4Crry на людях.