Leczenie zmian powstałych wskutek uszkodzenia mózgu wiąże się między innymi z trudnościami polegającymi na przywróceniu utraconych połączeń między neuronami. Wiadomo, że w obrębie obwodowego układu nerwowego aksony mogą się regenerować po urazie, np. po złamaniu przedramienia. Zespół naukowców z Uniwersytetu Johannesa Gutenberga w Moguncji i Uniwersytetu Szwajcarskiego we Fryburgu wykazał, że proces ten może zostać aktywowany także w ośrodkowym układzie nerwowym.
“Uraz w obwodowym układzie nerwowym szybko uruchamia fascynujący proces naprawczy, który pozwala uszkodzonemu nerwowi na regenerację i odzyskanie funkcji – mówi prof Claire Jacob, współautor badania. – W ośrodkowym układzie nerwowym nie ma takiego procesu naprawczego, dlatego obrażenia często prowadzą do trwałych uszkodzeń, takich jak paraplegia.”
Elementem kluczowym z punktu widzenia regeneracji aksonów są komórki budujące osłonkę mielinową. W obwodowym układzie nerwowym są to komórki Schwanna, zaś w ośrodkowym – oligodendrocyty. Różnica ta ma bardzo duży wpływ na regenerację aksonów, ponieważ komórki te reagują na uszkodzenia w bardzo różny sposób.
Komórki Schwanna natychmiast po wystąpieniu uszkodzenia indukują rozpad segmentów aksonalnych na mniejsze fragmenty, które mogą być strawione przez same komórki Schwanna lub później przez makrofagi. Jest to jeden z pierwszych i krytycznych etapów całego procesu naprawczego.
“Komórki Schwanna mogą zrobić wszystko – mówi prof Jacob. – Odkryliśmy, że nie tylko trawią mielinę po urazie, ale także indukują rozpad długich segmentów aksonów, które oddzielone są od macierzystych ciał komórkowych z powodu urazu.”
Zespół odkrył, że odcięte segmenty aksonalne wysyłają do komórek Schwanna sygnały skłaniające je do utworzenia sfer aktynowych i rozpoczęcia procesu dezintegracji aksonów wskutek precyzyjnie skoordynowanych interakcji między tymi dwoma typami komórek. Zakłócenie tego mechanizmu powoduje spowolnienie rozpadu aksonów, których pozostałe fragmenty wpływają negatywnie na cały proces regeneracji nerwu.
Rzecz ma się jednak inaczej w obrębie ośrodkowego układu nerwowego, gdzie za osłonkę mielinową odpowiedzialne są oligodendrocyty. Po urazie obumierają one, ale nawet gdy pozostają żywe, nie podejmują proces regeneracji. W normalnych warunkach nie są one zdolne, w przeciwieństwie do komórek Schwanna, do tworzenia sfer aktynowych, a zatem do indukowania rozkładu uszkodzonych aksonów. Nie posiadają bowiem receptora VEGFR1, który jest swoistym wyzwalaczem dla powstawania sfer aktynowych. Naukowcy indukowali ekspresję VEGFR1 w oligodendrocytach, które w efekcie otrzymały zdolność do produkcji struktur aktynowych i dezintegracji uszkodzonych fragmentów aksonów.
Zespół ze Szwajcarii pracuje obecnie nad identyfikacją mechanizmów molekularnych, które prowadzą do usunięcia mieliny z miejsca urazu w ośrodkowym układzie nerwowym. Oprócz bowiem dezintegracji uszkodzonych aksonów, drugim kluczowym elementem całego procesu naprawczego jest właśnie pozbycie się mieliny ze zniszczonego obszaru.
