Mokslininkai sukūrė pirmąjį žmogaus smegenų kraujagyslių takų molekulinį atlasą

Mokslininkai sukūrė pirmąjį žmogaus smegenų kraujagyslių takų molekulinį atlasą

Gyvensena mityba, dietos, judėjimas

Tarptautinis mokslininkų konsorciumas, vadovaujamas Universiteto sveikatos tinklo (UHN) Toronte ir Ciuricho universitetuose, sukūrė pirmąjį žmogaus smegenų kraujagyslių molekulinį atlasą, kurio skiriamoji geba yra viena ląstelė, apimanti nuo ankstyvo vystymosi iki pilnametystės ir ligos stadijų, tokių kaip smegenų augliai ir smegenų kraujagyslių apsigimimai.

Tarptautinį konsorciumą sudaro mokslinių tyrimų grupės iš UHN Krembilio smegenų instituto, Donaldo K. Johnsono akių instituto, Toronto bendrosios ligoninės tyrimų instituto ir Princesės Margaret vėžio centro, Toronto universiteto Donnelly centro, Sinajaus kalno ligoninės Lunenfeld-Tanenbaum tyrimų instituto, Ciuricho universiteto, Ciuricho universitetinė ligoninė, ETH Ciurichas, Ženevos universitetas, Ženevos universitetinė ligoninė, taip pat Weill Cornell medicinos ir Memorial Sloan Kettering vėžio centro Niujorke bendradarbiai.

Šiame tyrime mokslininkai išskyrė kraujagysles iš žmogaus anksti besivystančių smegenų, suaugusiųjų smegenų, smegenų auglių ir smegenų kraujagyslių apsigimimų. Jie nustatė, kad endotelio ląstelės, kurios iškloja kraujagysles ir reguliuoja kraujotakos ir aplinkinių audinių sąveiką, įvairiuose smegenų vystymosi etapuose elgiasi skirtingai ir gali turėti svarbesnį vaidmenį nei anksčiau buvo suprasta smegenų neurovaskulinių signalų tinkluose.

Šis tyrimas šiandien paskelbtas m Gamta.

„Smegenų kraujagyslės arba kraujagyslių ląstelės, genai ir keliai yra svarbūs tinkamam sveikų ankstyvo besivystančių ir suaugusiųjų smegenų funkcionavimui, taip pat įvairioms smegenų ligoms, tokioms kaip smegenų augliai, insultas ir smegenų kraujagyslių apsigimimai. “, – sako daktaras Thomas Wälchli, atitinkamas tyrimo autorius ir UHN Krembilio smegenų instituto mokslinis bendradarbis, Londono universiteto koledžo (UCL) Viktoro Horsley neurochirurgijos katedros neurochirurgas konsultantas ir docentas / vyriausiasis klinikinių tyrimų bendradarbis. UCL vėžio institute.

„Suvokus, kaip šie keliai auga ir elgiasi ankstyvojo smegenų vystymosi metu, kaip jie nutildomi sveikų suaugusiųjų smegenyse ir kaip jie vėl suaktyvėja sergant ligomis, tai suteiks daugiau supratimo apie normalų žmogaus smegenų kraujagyslių funkcionavimą ir atvers duris būsimos terapinės galimybės“, – sako Wälchli.

„UHN Krembilo smegenų institutas yra didelės apimties neurochirurgijos centras, suteikęs neprilygstamą prieigą prie kliniškai įvairios pacientų populiacijos. Mums pavyko atlikti daugiau nei 600 000 izoliuotų endotelio, perivaskulinių ir kitų audinių ląstelių iš 117 vienos ląstelės RNR seką. precedento neturinčios raiškos mėginiai, suteikiantys mums nepaprastą žvilgsnį į vidinį smegenų kraujagyslių darbą“, – sako dr. Ivanas Radovanovičius, UHN Krembilio smegenų instituto personalo neurochirurgas ir vyresnysis mokslininkas, Toronto universiteto Temerty medicinos fakulteto docentas. ir straipsnio bendraautorius.

„Tai suteikia labai didelį duomenų rinkinį, kuris bus svarbus šaltinis tyrėjams visame pasaulyje. Atskleidę pagrindinius sveikų ir sergančių smegenų kraujagyslių skirtumus, mūsų darbas gali padėti nustatyti nenormalių smegenų kraujagyslių pažeidžiamumą, kuris gali būti panaudotas abiejų smegenų auglių gydymui. ir smegenų kraujagyslių apsigimimai“.

Mokslininkai nustatė, kad suaugusiųjų sveikų smegenų kraujagyslės laikui bėgant beveik visiškai nustoja augti, tačiau smegenų auglys arba smegenų kraujagyslių apsigimimas gali iš naujo suaktyvinti kraujagyslių augimą smegenų audinyje, panašiai kaip kraujagyslių augimas anksti besivystančiose smegenyse. Šis atradimas niekada anksčiau nebuvo aprašytas.

Tyrimo grupė taip pat pirmą kartą parodė, kaip žmogaus smegenų kraujagyslės skiriasi nuo organų, esančių už smegenų, kraujagyslių, tiek ankstyvojo smegenų vystymosi metu, tiek suaugusiems, o kai atsiranda liga, smegenų kraujagyslės tampa panašesnės į periferinį organą.

Sergant liga, būdingi žmogaus smegenų kraujagyslių bruožai iš dalies pakinta. Vienas iš pavyzdžių yra hematoencefalinio barjero endotelio ląstelės, kurios veikia kaip smegenų „filtras“ ir medžiagų, toksinų ir vaistų vartų sargas. Endotelio ląstelės taip pat gali paveikti sąveiką su organizmo imunine sistema. Kai atsiranda liga, šios ląstelės padeda sureguliuoti specifines imunines savybes, o tai reiškia, kad endotelio ląstelės gali išsivystyti į „antigeną pateikiančias ląsteles“, sukeldamos imuninį atsaką.

„Tai užtruks daug metų, bet jei galėsime nustatyti, kas vyksta anksti besivystančiose smegenyse ir kaip tie kraujagyslių tinklai laikui bėgant auga, kaip jie išsivysto į arterijas, kapiliarus ir venas bei sąveikauja su imunine sistema, galime geriau suprasti naviko kraujagyslių augimo modelius“, – sako dr. Wälchli.

„Tiek anksti besivystančiose smegenyse, tiek smegenų augliams ir smegenų kraujagyslių apsigimimams būdingas kraujagyslių augimas ir imunosupresija, kuri leidžia netrukdomai augti audiniams. Jei galime slopinti arba slopinti kraujagyslių augimą ir tuo pačiu sustiprinti imuninę sistemą, kuri gali būti pritaikyta terapijai“.

Tikimasi, kad jei gydytojai vieną dieną galės sujungti šiuos kraujagyslėms skirtus gydymo būdus su imunoterapija, jie gali slopinti kraujagyslių augimą ir pailginti pacientų išgyvenimą.

„Jei galime aptikti specifines smegenų kraujagyslių ypatybes, kuriomis dalijasi anksti besivystančios smegenys ir smegenų augliai (bet kurių nėra sveikose normaliose smegenyse), galėtume stebėti smegenų kraujagysles dėl augimo modelių ir sugebėti aptikti bei gydyti. liga ankstyvesnėje stadijoje, gerinant pacientų rezultatus“, – sako dr. Wälchli.

Šiuo tyrimu siekiama remtis per pastaruosius kelerius metus smegenų kraujagyslių biologijos srityje.

„Mūsų darbas bus naudingas įvairių krypčių mokslininkams – nuo ​​vystymosi, kraujagyslių, skaičiavimo ir navikų biologų iki neurologų, imunologų ir vienaląsčių genetikų“, – priduria dr. Wälchli. „Galimybės yra neribotos.”