Astrocyty a NG2 glie

Možnosti léčby následků cévní mozkové příhody (CMP, lidově mozkové mrtvice) jsou navzdory všem pokrokům, které medicínský výzkum za poslední dekády prodělal, stále velmi omezené.

Při mozkové mrtvici je přerušen přítok krve do části mozku. To bývá nejčastěji způsobeno ucpáním cévy krevní sraženinou (ischemická mrtvice). Buňky tak nedostávají kyslík a živiny, což vede k buněčné smrti. Z odumřelých neuronů se vylévá glutamát, který je ve vysokých koncentracích neurotoxický, což vede k řetězové reakci: čím víc buněk umírá, tím více glutamátu se vylévá a poškozuje další buňky.

Kromě neuronů se v mozku nacházejí také gliové buňky. Svou roli hrají i v ochraně neuronů po mrtvici, a některé dokonce umějí vychytávat a zpracovávat glutamát. V souvislosti s CMP ischemického typu je velká pozornost věnována především gliovým buňkám zvaným astrocyty a NG2 glie.

Funkční změny gliových buněk po cévní mozkové příhodě ischemického typu. Vlevo zdravá tkáň. Astrocyty s dlouhými, komplexně větvenými výběžky zajišťují základní homeostatické funkce. NG2 glie diferencují v oligodendrocyty, které obalují výběžky neuronů a urychlují přenos neuronálních signálů. Vpravo schematické znázornění změn, které se odehrávají v astrocytech a v NG2 gliích v důsledku ischemického poškození. Astrocyty se stanou reaktivními a postupně začnou vytvářet tzv. gliovou jizvu. NG2 glie se množí (proliferují), migrují do místa poškození a také se mění v buňky, které vykazují některé vlastnosti astrocytů (A-NG2 glie) nebo neuronů (N-NG2 glie).

Astrocyty během mozkové ischemie vytvářejí tzv. gliovou jizvu – fyzickou i funkční bariéru mezi ischemií postiženou tkání a relativně nepoškozeným zbytkem mozku. V prvních fázích se snaží „vybalancovat“ změněné podmínky a zachovat tím funkčnost neuronů, ale brzy jejich schopnosti nedostačují. Z našich experimentů víme, že astrocyty odpovídají na rozvoj CMP velmi různorodě. Významně se na tom podílí zastoupení jednotlivých iontových kanálů a transportérů na jejich membránách. Spolu s ionty a dalšími látkami se totiž v mozku pohybují i molekuly vody, které se v důsledku změněných podmínek po CMP hromadí v okolí poškození. To vede k otoku, který přispívá ke zvýšení tlaku v lebce, a tím k celkovému poškození mozkové tkáně. Tato problematika je jedním z výzkumných témat našeho oddělení.

NG2 glie jsou nezbytné už během vývoje embrya, ale také v dospělosti. Vznikají z nich totiž oligodendrocyty, gliové buňky zodpovědné za tvorbu myelinové pochvy (elektrické izolace) axonů. NG2 glie proto hrají roli i v patologii CMP, kdy myelinový obal vlivem nedostatku živin a kyslíku degraduje. Během CMP se NG2 glie aktivují, namnoží a po komunikaci s postiženými neurony se přeměňují v myelinizující oligodendrocyty. Výsledky výzkumu našeho oddělení dokonce naznačují, že tyto buňky mohou v průběhu CMP dávat vznik buňkám, které se podobají astrocytům a neuronům, což je staví do centra pozornosti v oblasti regenerativního výzkumu. Právě proto se také zkoumají v rámci experimentů zjišťujících, jak tyto buňky cíleně přeměnit v jiný buněčný typ, zejména v neurony. V našem oddělení se o takové „přeprogramování“ pokoušíme pomocí syntetické mRNA. Tvorba nových neuronů z NG2 glií by mohla sehrát klíčovou roli v nahrazení buněk odumřelých při různých patologiích mozku, a tím například i v léčbě mrtvice.