Ученые сообщают, что когда автомобильная авария или взрыв приводит к повреждению зрительного нерва, устранение фермента, способствующего воспалению, по-видимому, способствует выздоровлению.
Они впервые показали на мышиной модели трудноизлечимой травмы зрительного нерва, что удаление фермента аргиназы 2, который увеличивается с повреждением, снижает гибель нейронов в сетчатке, а также дегенерацию нервных волокон, которые соединяют нейроны. друг другу и, в конечном итоге, к мозгу, – сообщают они в журнале Frontiers in Neuroscience.
"Прямо сейчас, когда происходит травма зрительного нерва, мы мало что можем сделать, чтобы помочь глазу восстановиться," говорит доктор. Рут Б. Колдуэлл, клеточный биолог Центра сосудистой биологии Медицинского колледжа Джорджии Университета Огаста.
"Мы знаем, что не можем предотвратить первоначальное повреждение, произойдет какое-то острое повреждение, но удаление этого фермента, похоже, предотвращает последующее усиление исходного повреждения. Сопутствующий ущерб меньше," говорит Колдуэлл, автор-корреспондент исследования.
Ученые пишут, что полученные данные проясняют роль A2 в повреждении сетчатки после травмы и подчеркивают потенциал A2 как логической цели лечения.
Зрительные нервы соединяют глаза с мозгом и собирают импульсы, которые сетчатка генерирует от света, чтобы мы могли видеть. Они пишут, что в настоящее время не существует терапии, которая нацелена на травму зрительного нерва, в основном потому, что понимание всех игроков, наносящих ущерб, неясно.
Хотя мало что известно о нормальной функции A2, она, по-видимому, является полярной противоположностью аргиназы 1, фермента, который помогает нашей печени выводить аммиак. Как недавно обнаружили ученые, A1 может подавлять деструктивное воспаление, которое возникает, когда такие состояния, как диабет и глаукома, уменьшают приток крови к сетчатке. Когда уровень A1 снижается, что, как они обнаружили, происходит при различных типах глазных травм, уровни A2 повышаются, а вместе с ним – воспаление и повреждение.
В своей модели повреждения зрительного нерва они снова обнаружили повышенную экспрессию A2 после повреждения и что нейроны сетчатки, а также ганглиозные клетки сетчатки, первичный тип клеток в зрительном нерве, начали умирать. Хотя некоторая гибель ганглиозных клеток сетчатки, очевидно, происходит сразу после травмы этого типа, разрушение может продолжаться семь дней и более, говорят ученые.
Более высокий А2 также увеличивает активацию глиальных клеток после травмы. Глиальные клетки – это клетки мозга другого типа, которые питают и иным образом поддерживают нейроны. Но когда они активированы, они отказываются от своей вспомогательной роли, говорит Колдуэлл.
Деструктивные результаты изменились, когда они удалили A2 из уравнения. Уменьшилась потеря нейронов, уменьшилась дегенерация нервных волокон, называемых аксонами, которые соединяют ганглиозные клетки сетчатки с мозгом, и снизилась глиальная активация. Были и другие признаки поддержки, такие как увеличение нейротрофического фактора мозга, который, как известно, поддерживает выживание нейронов и аксонов.
"Мы впервые показываем, что существует связь между нейротрофическим фактором мозга и аргиназой 2," говорит доктор. Абдельрахман Y. Фуда, научный сотрудник лаборатории Колдуэлла и соавтор исследования.
Они даже видели, как несколько аксонов прорастали за точкой травмы, говорит Фуда.
"У нас есть доказательства того, что, возможно, аксоны пытаются восстановить себя," Колдуэлл добавляет эти ранние индикаторы способности нейронов восстанавливать связь друг с другом и, в конечном итоге, с мозгом. "Похоже, они пытаются туда добраться," она говорит, "но у нас есть еще много работы, чтобы доказать, что."
Также было больше протеина 43, ассоциированного с ростом, или GAP43, который, как известно, помогает аксонам регенерировать. Фактически, ученые обнаружили, что нейротрофический фактор головного мозга может принести пользу зрительному нерву, в свою очередь, путем повышения уровня GAP43. Делеция А2 также ингибировала связанное с повреждением увеличение иммунных клеток, способствующих воспалению, таких как интерлейкин.
"Мы уже видели, как A2 повышается по другим типам травм," – говорит Колдуэлл, ссылаясь на проблемы, которые также включают повреждение сетчатки у недоношенных детей, а также ишемическую ретинопатию, обнаруживаемую при таких состояниях, как диабет.
"Теперь мы знаем, что, когда мы удаляем A2, это облегчает восстановление после повреждения зрительного нерва," Колдуэлл говорит.
На сегодняшний день во всех их моделях, которые теперь включают травмы зрительного нерва, когда уровень A2 повышается, уровень A1 понижается.
Они подозревают, что, давая более стабильную, но все же человеческую оценку А1, как они уже делают в других моделях глазных травм, это также поможет снизить А2 при повреждении зрительного нерва, и продолжают это и другие направления исследований.