Astrocyty – więcej niż komórki pomocnicze

Po urazie rdzenia kręgowego nawet obszary oddalone od miejsca uszkodzenia nie pozostają bierne. Kluczową rolę w odkryciu aktywnego wspierania procesu regeneracji odegrywają astrocyty – komórki glejowe tradycyjnie postrzegane jako „wsparcie” neuronów. Utrzymują one równowagę chemiczną, wspierają metabolizm neuronów i regulują przepływ sygnałów nerwowych. Nowe badania pokazują jednak, że mają dużo większe znaczenie niż dotychczas sądzono. Naukowcy odkryli bowiem nową grupę astrocytów, tzw. astrocyty LRAs (z ang. lesion-remote astrocytes) – atrocyty odległe od ogniska urazu (aktywują się nie w centrum urazu, lecz w odległych regionach rdzenia), które przechodzą dynamiczne zmiany i aktywnie wspierają proces naprawy.

Gdy dochodzi do uszkodzenia rdzenia kręgowego, długie włókna nerwowe ulegają rozerwaniu. Ich fragmenty rozpadają się na bogate w tłuszcze resztki mieliny i błon komórkowych. W przeciwieństwie do większości tkanek, gdzie stan zapalny pozostaje lokalny, w rdzeniu kręgowym uszkodzenia mogą rozprzestrzeniać się na duże odległości wzdłuż włókien nerwowych. Organizm próbuje pozbyć się tych pozostałości przy pomocy mikrogleju – komórek odpornościowych mózgu i rdzenia – niemniej resztki tłuszczowe są dla nich trudne do strawienia, co prowadzi do przewlekłego stanu zapalnego i hamowania regeneracji. W uszkodzonej istocie białej LRAs uruchamiają wówczas specjalny program molekularny, który pomaga komórkom odpornościowym – mikroglejowi – skutecznie usuwać tłuszczowe resztki mieliny powstające po zniszczeniu włókien nerwowych.

Sygnał z daleka – rola białka CCN1

Właśnie przy eliminacji pozostałości astrocyty LRAs odgrywają kluczową rolę. Wydzielane przez nie białko CCN1 działa jak sygnał regulujący metabolizm mikrogleju, umożliwiając mu bezpieczne magazynowanie i przetwarzanie lipidów. Gdy CCN1 brakuje, mikroglej gromadzi niestrawione szczątki, stan zapalny się nasila, a proces regeneracji zostaje zahamowany. Pod wpływem CCN1 komórki odpornościowe zmieniają swój metabolizm i zaczynają skuteczniej trawić tłuszczowe resztki neuronów. Dzięki temu proces oczyszczania staje się bardziej wydajny, a środowisko sprzyja regeneracji tkanek.

Mechanizm ten został potwierdzony przez eksperyment na zwierzętach. Gdy naukowcy wyłączyli produkcję CCN1 w astrocytach, sytuacja wyraźnie się pogorszyła. Mikroglej nadal pochłaniał szczątki, ale nie potrafił ich rozkładać, w wyniku czego tworzyły się skupiska „przeładowanych” komórek odpornościowych, nasilając stan zapalny i blokując naprawę. Co istotne, podobne mechanizmy zaobserwowano także w chorobach demielinizacyjnych u ludzi, takich jak stwardnienie rozsiane. Odkrycie to pokazuje, że komórki wspierające neurony mogą aktywnie koordynować naprawę układu nerwowego i stanowić nowy cel terapeutyczny w leczeniu urazów oraz chorób neurologicznych, takich jak stwardnienie rozsiane.

Nowe spojrzenie na regenerację układu nerwowego

Odkrycie LRAs zmienia sposób, w jaki postrzegamy naprawę ośrodkowego układu nerwowego. Zamiast skupiać się wyłącznie na miejscu urazu, badania wskazują, że proces regeneracji ma charakter rozproszony i angażuje komórki działające na odległość. Może to również tłumaczyć obserwowane u niektórych pacjentów spontaniczne, częściowe odzyskiwanie funkcji po urazie rdzenia – być może jest to możliwe dzięki naturalnej aktywacji ścieżki CCN1.

Jeśli uda się kontrolować działanie astrocytów LRAs lub sztucznie aktywować sygnalizację CCN1, otworzy to nowe kierunki leczenia mające zastosowanie w przypadku postępowania przy urazach rdzenia kręgowego, udarach mózgu czy chorobach zapalnych i neurodegeneracyjnych. Zespół badawczy pracuje już nad strategiami terapeutycznymi opartymi na tej ścieżce, badając również jej znaczenie w procesie starzenia się układu nerwowego. Jeśli kolejne badania potwierdzą te wyniki i pozwolą przełożyć je na praktykę kliniczną, możemy być świadkami przełomu w leczeniu chorób, które dotąd uznawano za nieodwracalne. Odkrycie mechanizmu LRAs przypomina, że nawet w najbardziej złożonych strukturach biologicznych natura może skrywać niezbadane jeszcze ścieżki regeneracji.