Реперфузионная терапия, золотой стандарт лечения инсульта, помогает восстановить кровоток после инсульта, вызванного сгустком, предотвращая потерю ткани головного мозга. Однако только около 10% пациентов с инсультом соответствуют критериям, отчасти из-за узкого окна лечения реперфузионной терапии.
Недавнее исследование Медицинского университета Южной Каролины предполагает, что эта терапия может быть как более безопасной, так и более эффективной для моторного и когнитивного восстановления, если ее вводить со специализированным соединением, которое блокирует иммунный ответ. Доклинические результаты команды, опубликованные в статье на обложке журнала Neuroscience от 13 мая, предполагают, что снижение иммунного ответа в мозге может быть стратегией улучшения когнитивного восстановления. Это также может расширить окно лечения для терапии, что позволит специалистам по инсульту помочь большему количеству пациентов с инсультом.
"С помощью реперфузионной терапии мы восстанавливаем кровоток, который необходим для сохранения ткани, но иммунная система продолжает вызывать воспалительную реакцию, на которую реперфузия не нацелена," сказал Стивен Томлинсон, доктор философии.D., временно исполняющий обязанности заведующего кафедрой микробиологии и иммунологии MUSC и старший автор статьи.
Это могло бы объяснить, почему, хотя механическая реперфузия имеет 90% успеха в возвращении кровотока в мозг, только около 40% пролеченных пациентов восстанавливают достаточно двигательных и логических навыков в течение трех месяцев, чтобы самостоятельно удовлетворять свои повседневные потребности. Даже те, у кого моторная функция восстанавливается, спустя несколько месяцев все еще могут бороться с когнитивными проблемами.
"Я видел пациентов, у которых при последующем наблюдении практически не было двигательного дефицита, но они действительно испытывают трудности в повседневной жизни с точки зрения памяти, поведенческих последствий и языка," сказал ведущий автор Али Алавие, M.D., Ph.D., который закончил аспирантуру в MUSC и сейчас является резидентом отделения нейрохирургии в Медицинской школе Университета Эмори.
Томлинсон и Алавие считают, что виной всему иммунный ответ мозга.
Во время инсульта поступление кислорода и энергии в мозг прекращается из-за сгустка, в результате чего ткани мозга подвергаются стрессу и быстро умирают.
Так же, как и при порезе колена, иммунная система активируется, чтобы залечить рану, в том числе очистить отмершие ткани.
Семейство специальных иммунных белков, называемых белками комплемента, помогает направлять и стимулировать этот иммунный ответ в поврежденных областях.
В статье 2018 года в Science Translational Medicine Томлинсон и Алавие показали, что эти белки комплемента помечают как мертвые ткани, так и подвергнутые стрессу клетки мозга для удаления.
Стрессовые клетки мозга еще не умерли, а были повреждены только из-за недостатка кислорода и энергии. Поскольку цель лечения инсульта – сохранить как можно больше мозговой ткани, чтобы уменьшить общий ущерб, это был тревожный результат, так как это означало, что подлежащая спасению ткань разрушалась иммунной системой.
Поэтому Томлинсон и его команда разработали блокатор белка комплемента, названный B4Crry, который действует только в месте инсульта. Это соединение скрывает белки комплемента от сигналов стрессированных клеток мозга, сохраняя стрессовые ткани и уменьшая общее повреждение мозга в доклинической модели инсульта.
В текущем исследовании Томлинсон и Алави предположили, что сочетание реперфузионной терапии и B4Crry значительно улучшит восстановление после инсульта, помимо одной реперфузионной терапии. В частности, они предположили, что это комбинированное лечение улучшит когнитивное восстановление.
Как и ожидала команда Томлинсона, только реперфузионная терапия улучшила восстановление скоординированных движений, таких как ходьба, в доклинической модели инсульта. С добавлением B4Crry к лечению скоординированное движение улучшилось еще быстрее, с большим выздоровлением уже через три дня после инсульта.
Улучшения в обучении и памяти были даже более значительными, чем в случае с двигательными функциями.
Одна только реперфузионная терапия была равносильна отсутствию лечения для обучения и восстановления памяти после инсульта. Однако, когда к их лечению был добавлен B4Crry, у мышей значительно улучшилось когнитивное восстановление, сделав в три раза меньше ошибок при выполнении задания на обучение и память.
Команда Томлинсона дополнительно выяснила, почему добавление B4Crry и последующее снижение иммунного ответа мозга так сильно способствовало когнитивному восстановлению.
Они обнаружили, что после инсульта иммунные клетки мозга, называемые микроглией, начали разъедать связи между подвергнутыми стрессу клетками мозга. Белки комплемента иммунной системы помечали эти соединения для разрушения, потому что они отображали сигнал стрессированных клеток. Без этих связей клетки мозга не могут эффективно общаться, и общая функция мозга снижается.
B4Crry скрыл стрессовые сигналы клеток от белков комплемента и тем самым сохранил связи между нейронами. Сохранение связи улучшило обучаемость и функцию памяти мозга после инсульта.
Ингибитор комплемента, такой как B4Crry, также может помочь специалистам по инсульту преодолеть самое серьезное препятствие для реперфузионной терапии: короткое окно лечения.
Команда Томлинсона показала, что после удаления сгустка добавление B4Crry к реперфузионной терапии снижает вероятность кровотечения или чрезмерного кровотечения даже при лечении, проводимом в течение шести часов после инсульта. Эти результаты показывают, что ингибирование комплемента может не только сделать реперфузионную терапию более безопасной, но и расширить ее лечебное окно, сделав ее доступной для гораздо большего числа пациентов, перенесших инсульт.
Алавие с нетерпением ожидает будущего использования ингибитора комплемента в клинике.
"Наш следующий шаг – посмотреть, как ингибиторы комплемента работают с сопутствующими заболеваниями, такими как пожилой возраст, курение и диабет, в доклиническом исследовании," он объяснил. "В совокупности эта информация поможет нам разработать лучшее клиническое испытание, когда мы перейдем к людям."
Команда Томлинсона из MUSC также проверяет потенциал ингибиторов комплемента при других черепно-мозговых травмах, таких как черепно-мозговая травма.
"Мы показали, что можем вводить ингибиторы комплемента в течение двух месяцев после черепно-мозговой травмы и видеть улучшения в когнитивном восстановлении," сказал Томлинсон. "Это то, что меня на самом деле очень волнует. Это означает, что через несколько месяцев после первоначального события ингибиторы комплемента все еще могут быть полезны для когнитивного восстановления после травм головного мозга, включая инсульты."