Американские биологи нашли новый способ защитить мозг мышей от инсульта: для этого они сразу после того, как наносили повреждение, меняли части крови животных на кровь здорового сородича. Даже в тех случаях, когда замена затрагивала лишь десятую часть всей крови мыши, это позволило снизить площадь повреждения мозга. Также исследователи выяснили, какое вещество вероятнее всего отвечает за развитие повреждений: это фермент для расщепления межклеточного вещества, который выделяют иммунные клетки. Работа опубликована в журнале Nature Communications.
Переливание крови — не только средство от острой кровопотери. В течение последних десятилетий биологи пытаются найти у него и другие целебные свойства. Например, известно, что переливание крови от молодых животных старым может сгладить течение их возрастных болезней. Однако до сих пор неясно, в чем здесь дело: значит ли это, что в молодой крови содержатся какие-то особенно полезные вещества, или же она просто нейтрализует «вредные» вещества из старой крови.
В пользу второго аргумента говорит результат недавнего исследования, авторы которого не меняли старую кровь мышей на молодую, а просто разбавили ее физиологическим раствором. Этого оказалось достаточно, чтобы мышечные волокна у животных стали толще, а клетки в мозге начали делиться быстрее. Теперь группа исследователей под руководством Джеймса Симпкинса (James Simpkins) из Университета Западной Виргинии предприняла аналогичную попытку: ученые предположили, что последствия инсульта у мышей тоже можно свести к минимуму, если вовремя удалить «вредные» вещества из организма с помощью переливания крови.
Чтобы вызвать у мышей инсульт, исследователи на полтора часа пережимали у них одну из артерий головного мозга. Затем у двух из трех групп животных часть крови заменили на кровь здорового донора: у одной группы — 250 микролитров, у другой — 500 микролитров. Объем крови у мыши среднего размера — около 2,4 миллилитра, то есть у экспериментальных животных заменили менее, чем одну десятую и одну пятую часть всей крови соответственно.
Оказалось, что, чем больше «здоровой» крови поступило в организм, тем слабее последствия ишемии: площадь пораженной зоны мозга сократилась по меньшей мере в два раза, а также стал «прочнее» гематоэнцефалический барьер (животным вводили в кровь голубую краску, чтобы отследить «утечки» в тканях мозга). Через трое суток авторы работы повторили измерения: площадь пораженной ткани у мышей, которым заменяли кровь, не выросла, а значит, процедура не откладывает, а предотвращает последствия инсульта.
При этом лечебный эффект возникал только после замены крови, то есть когда часть крови забирали и вводили новую. По отдельности эти процедуры оказались бесполезны: в группах, у которых только забирали или которым только переливали донорскую кровь, шесть из девяти мышей умерли, не пережив первых суток после инсульта.
Кроме того, исследователи заметили, что количество иммунных клеток в крови у мышей, перенесших инсульт, выше, чем у здоровых животных. В соответствии с этим, после переливания крови оно снижалось и у мышей с инсультом. И даже внутри самой ткани мозга после переливания крови становилось в два раза меньше нейтрофилов, которые первыми появляются на месте повреждения.
Исходя из этого, авторы работы предположили, что за последствия инсульта может отвечать какой-нибудь белок, который производят нейтрофилы. Подозрения пали на металлопротеиназу ММР-9 — фермент, который позволяет расщеплять межклеточное вещество. И действительно, когда в кровь для переливания, взятую у здорового донора, добавили ММР-9, этого одного оказалось достаточно, чтобы площадь поврежденной ткани в разных частях мозга достигла тех же или даже больших величин, что и у мышей, которым кровь не переливали.
Авторы работы отмечают, что, поскольку экспериментальные животные получали менее пятой части всего объема крови, было бы странно списывать целебный эффект переливания на разбавление. Кроме того, различия в степени повреждения мозга и количестве иммунных клеток в эксперименте получились гораздо более существенными, чем на 20 процентов. Это означает, что какое-то вещество из крови здорового животного запускает каскад реакций, которые тормозят воспаление. Или же наоборот, какое-то вещество из крови больного животного усиливает воспаление, а падение его концентрации останавливает этот каскад.
На роль такого вещества исследователи предлагают металлопротеиназу-9 (подобно своим предшественникам, которые искали отдельные вещества, отвечающие за действие молодой крови на старый организм). И это предложение открывает пространство для новых работ: переливание цельной крови вряд ли будут использовать для людей при инсульте, а вот разработать блокаторы отдельного вещества — гораздо более реалистичная задача.
Ранее мы уже писали о том, что переливание крови от молодых доноров помогло задержать развитие болезни Альцгеймера, а причиной этого и многих других эффектов может оказаться способность стволовых клеток мозга «пить из крови» в обход гематоэнцефалического барьера.
Полина Лосева