Niezwykle cenne są badania procesów występujących w żywych organizmach na poziomie molekularnym. Ta wiedza daje potencjalne narzędzia terapeutyczne do zwalczania chorób. W ostatnich dekadach jednym z często występujących stanów są zaburzenia neuropsychiatryczne związane ze stresem. W tej grupie chorób dysfunkcje dotyczą nie tylko układu nerwowego, ale także bariery krew-mózg, układu odpornościowego oraz mikroflory jelitowej. 

Przewlekły stres powoduje aktywację wrodzonej odpowiedzi odpornościowej, co prowadzi do stymulacji obwodowych komórek mieloidalnych oraz produkcji cytokin prozapalnych. U pacjentów z zaburzeniami neuropsychiatrycznymi związanymi ze stresem, takimi jak ciężkie zaburzenia depresyjne (MDD, z ang. major depressive disorder), wykazano przewlekły stan zapalny o niskim stopniu nasilenia, charakteryzujący się zwiększonym stężeniem interleukiny-6 – czynnika martwicy nowotworu (TNF-α, z ang. tumor necrosis factor α) oraz podwyższeniem leukocytozy. To stwierdzenie jest oparte na badaniach zespołu naukowców z Uniwersytetu w Toronto i Sunnybrook Health Sciences Centre (Kanada). Przeprowadzono metaanalizę 492 pacjentów z rozpoznaniem depresji w stosunku do grupy kontrolnej składającej się z 400 zdrowych osób.

W badaniach opublikowanych w 2024 r. zwrócono uwagę na rolę enzymu proteolitycznego, metaloproteinazy macierzy zewnątrzkomórkowej 8 (MMP8, z ang. matrix metalloproteinases), w procesach zapalnych. To białko ma znaczący udział w progresji nowotworu, zawale serca oraz patogenezie stwardnienia rozsianego. Wspomniana kolagenaza uczestniczy w przebudowie macierzy zewnątrzkomórkowej (ECM, z ang. extracellular matrix), która jest składową przestrzeni pozakomórkowej (ECS, z ang. extracellular space) otaczającej komórki neuronalne. ECM tworzy gęstą sieć z białek i glikanów wydzielanych przez neurony oraz komórki glejowe. Jej remodelowanie jest bardzo ważnym czynnikiem w powstawaniu synapsy, a tym samym – neuroprzekaźnictwa i homeostazy.

O szczególnej roli MMP8 świadczy fakt, że ten enzym jest produkowany przez neutrofile i monocyty krążące we krwi obwodowej. Dlatego rozwój stanu zapalnego, indukowany przewlekłym stresem, a następnie uruchomienie nieswoistej odpowiedzi immunologicznej, która prowadzi do zwiększenia ilości komórek krwi, wydzielających MMP8 oraz cytokin prozapalnych, wpływa na remodelowanie ECM. W badaniach in vivo na mysich modelach naukowcy z Icahn School of Medicine na górze Synaj w Nowym Jorku zaobserwowali zakłócenia bariery krew-mózg, co spowodowało wnikanie białek krążących we krwi, w tym MMP8, do macierzy zewnątrzkomórkowej, a następnie zmian przestrzeni pozakomórkowej w jądrze półleżącym mózgu (NAc, z łac. nucleus accumbens), który odpowiada za motywację i odczucie przyjemności, nagrody. Ostatecznie stwierdzono zmiany w pobudliwości neuronów NAc.

Jak widać, do poznania mechanizmów rozwoju stanów chorobowych ważnym jest uwzględnienie oddziaływania różnych układów w obrębie organizmu. W ten sposób, na przykładzie zaburzeń neuropsychiatrycznych, naświetlone zostały nowe biomarkery, będące jednocześnie potencjalnym celem terapeutycznym. Obiekty te należą do układu immunologicznego, co czyni je bardziej dostępnymi dla rozwoju zaawansowanych metod leczenia w porównaniu do elementów ośrodkowego układu nerwowego.