Одним из побочных эффектов лучевой терапии при лечении рака мозга является нарушение когнитивных способностей, негативно влияющее на жизнь пациента. Ученые из США считают, что сегодня они точно знают причины этого явления, а результаты их исследования помогут создать новые виды лечения, способные защищать мозг от повреждающего воздействия радиации.
Новое исследование, вышедшее в журнале Scientific Reports, показывает, что облучение вызывает иммунный ответ в головном мозге, который разрывает связи между нейронами. Хотя в здоровом мозге иммунная система не мешает процессу видоизменения сложной сети связей между нейронами, ученые полагают, что облучение разгоняет этот процесс, тем самым вызывая повреждения, ответственные за нарушение памяти и когнитивных способностей, часто встречающиеся у пациентов после лучевой терапии.
«Мозг постоянно находится в процессе создания новых нейронных связей, и клетки иммунной системы работают как садовники, аккуратно подрезающие лишние побеги, — сказал д-р Керри О’Банион, профессор Института неврологии Дел Монте Университета Рочестера, старший автор исследования. – При облучении активность этих клеток резко возрастает, повреждая узлы нервных клеток, поддерживающие связь с соседними клетками».
Виновником этого являются клетки иммунной системы, которые называются микроглии. Они стоят на страже головного мозга, выискивая и уничтожая инфекции, а также удаляя поврежденную ткань после травм. В последние годы ученые начали понимать роль микроглии в создании и видоизменении связей между нейронами в процессе развития мозга, который способствует обучению, поддержке памяти, когнитивных и сенсорных способностей.
Микроглия взаимодействует с нейронами в синапсе — месте контакта нервных клеток, где аксон одного нейрона соединяется и взаимодействует с другими нейронами. Синапсы группируются на отростках основного тела принимающего нейрона, называющихся дендритами. Когда соединение больше не требуется, микроглия получает сигналы в виде белков, заставляющие ее разрывать синапс и удалять связь с соседними нейронами.
В новом исследовании ученые подвергали мышей облучению, эквивалентному дозам, получаемым пациентами при лучевой терапии головного мозга. Они обнаружили, что когда микроглия в головном мозге активируется, она удаляет узлы, образующие короткие ответвления — окончания синаптического соединения, не давая клеткам создавать новые соединения с другими нейронами. Действие микроглии в основном направлено на менее развитые окончания, что, как считают ученые, может быть важным для кодирования новой памяти. Это открытие может объяснять возникновение когнитивных трудностей у пациентов. Исследователи также обнаружили, что повреждение мозга после облучения было сильнее у мышей мужского пола.
Хотя за последние годы достигнут значительный прогресс в разработке протоколов лучевой терапии головного мозга и технологий, позволяющих врачам воздействовать на опухоли, не затрагивая соседние области, результаты исследования показывают, что мозг продолжает подвергаться существенному риску при облучении.
В исследовании говорится о двух возможных подходах к предотвращению повреждения нервных клеток. Первый — блокировка рецептора CR3, ответственного за удаление синапса микроглией. При этом у мышей, подвергшихся облучению, не возникала потеря синаптической связи. Другой подход заключается в подавлении иммунного ответа мозга во время лучевой терапии для предотвращения гиперактивность микроглии.
Оригинал новости можно прочитать здесь