Bolile neuroinflamatorii, inclusiv boala Alzheimer și leziunile cerebrale traumatice, sunt asociate cu depunerea de proteine dure numite fibrină, care sunt derivate din factorul de coagulare fibrinogen. Aceste depozite reticulare de fibrină apar în afara vaselor de sânge cerebrale, ducând la moartea unor celule ale sistemului nervos central (neuroni) și, în cele din urmă, la tulburări de memorie.
Acum, pentru prima dată, o echipă de la Școala de Medicină Morsani de la Universitatea din Florida de Sud Health Center (USF Health) a raportat că fibrinogenul solubil se poate conecta direct cu neuronii și poate provoca un răspuns inflamator distructiv înainte de a fi transformat în molecule de fibrină insolubile. Cercetătorii au descoperit în continuare că fibrinogenul se leagă în mod specific de doi receptori fibrinogeni de pe suprafața neuronilor: proteina prion celulară (PrPC) și molecula de aderență intracelulară-1 (ICAM-1).
Studiul lor preclinic, intitulat "prionii și prionii ca mecanisme în boală și funcția biologică", a fost publicat în numărul special al biomoleculelor.
Studiul a fost publicat în numărul special al biomoleculelor (cel mai recent factor de influență: 4.879) pe 18 septembrie 2021
Această constatare are implicații pentru identificarea terapiilor țintite care pot ajuta la prevenirea sau prevenirea neurodegenerării în boala Alzheimer, leziuni cerebrale traumatice sau alte boli neuroinflamatorii cronice asociate cu permeabilitatea vasculară anormală (scurgere) în creier.
"Fibrinogenul este unul dintre vinovații neglijați în procesul de neurodegenerare și pierderi de memorie", a declarat cercetătorul principal Dr. David lominadze, profesor de chirurgie, farmacologie moleculară și fiziologie la USF health. "Cercetările noastre arată că fibrinogenul nu este doar un marker al inflamației (indice biologic), ci și o posibilă cauză a inflamației creierului."
Dr. David lominadze
Fibrinogenul este o proteină produsă în mod natural în ficat și transmisă altor organe și țesuturi prin sânge. Fibrinogenul se află în afara vasului de sânge și este transformat în fibrină prin trombină în timpul formării cheagurilor de sânge, care joacă un rol cheie în vindecarea rănilor.
Laboratorul dr. lominadze se concentrează pe înțelegerea modului în care modificările moleculare care afectează circulația sanguină a celor mai mici vase de sânge ale organismului, inclusiv modificările microvasculare cauzate de inflamație, afectează capacitatea cognitivă, în special memoria pe termen scurt.
Studiile efectuate de Dr. lominadze și alții au arătat că bolile inflamatorii sunt asociate cu concentrații crescute de fibrinogen în sânge, creșterea producției de radicali liberi potențial dăunătoare, activarea celulelor neuronale și permeabilitatea microvasculară. Într-un studiu anterior folosind un model de șoarece pentru a trata leziuni cerebrale traumatice ușoare până la moderate, echipa dr. lominadze a raportat că fibrinogenul a acumulat și activat astrocite în spațiul dintre microvessels și astrocite, un alt tip de celulă cerebrală care conectează vasele de sânge și neuronii, după ce a trecut prin peretele vasului de sânge. Această activare coincide cu creșterea neurodegenerării și scăderea memoriei pe termen scurt.
Dr. David lominadze (așezat) și Dr. Nurul sulimai (stânga), un cercetător postdoctoral, și Jason brown, un bioscientist senior
În acest ultim studiu, cercetătorii USF în domeniul sănătății au testat dacă fibrinogenul se poate conecta direct la neuroni, pe lângă interacțiunea cu astrocitele - care sunt esențiale pentru transmiterea informațiilor și coordonarea tuturor funcțiilor de viață necesare în întregul corp uman.
Ei au tratat neuronii creierului șoarecilor sănătoși crescuți în vasele Petri cu fibrinogen. Fibrinogenul crește moartea acestor neuroni, care nu este afectat de prezența sau absența inhibitorilor trombinei care împiedică conversia fibrinogenului în fibrină. Această constatare sugerează că fibrinogenul solubil și fibrina în etapele ulterioare au efecte toxice similare asupra neuronilor.
În plus, blocarea funcției receptorilor fibrinogeni PrPc și ICAM-1 pe suprafața neuronilor (practic prevenirea legării strânse a fibrinogenului de acești receptori) poate reduce răspunsul inflamator care duce la neurodegenerare.
"Studiile au arătat că interacțiunea dintre fibrinogen și neuroni duce la creșterea expresiei interleukinei citokinelor proinflamatorii-6 (IL-6), a daunelor oxidative îmbunătățite și a morții neuronale, în parte datorită asocierii sale directe (contact) cu PrPc neuronale și ICAM-1", au scris autorii studiului.
Interacțiunea fibrinogenului plasmatic cu receptorii săi, proteinele prionului celular (de mai sus) și moleculele de aderență intercelulară (mai jos) de pe suprafața neuronilor este demonstrată de punctele roșii folosind o metodă numită test de joncțiune de proximitate. Prezența punctelor roșii indică interacțiunea dintre proteina țintă și receptorul acesteia. Nucleele neuronale sunt prezentate în albastru.
Mai multe de cercetare este necesar. Dar, în general, usf sănătate de cercetare sugerează că problemele de memorie pe termen scurt cauzate de boli neurodegenerative cauzate de inflamație care stau la baza pot fi atenuate prin mai multe intervenții, Dr. lominadze a spus. Aceste măsuri includ "inhibarea inflamației generale, reducerea concentrației de fibrinogen în sânge prin reducerea sintezei fibrinogenului și prevenirea legării fibrinogenului de receptorii săi neuronali", a spus el.
Studiul usf de sănătate a fost finanțat de Institutul Național de Inimă, Plămâni și Sânge, parte a Institutelor Naționale de Sănătate (NIH).
