Νευροεκφύλιση και κυτταρικός θάνατος σε πειραματικό μοντέλο τραυματικής κάκωσης του εγκεφάλου
Authors: Πολυζωίδης Σταύρος 
Published: August 2021

Η τραυματική κάκωση του εγκεφάλου (ΤΚΕ) αποτελεί τη συχνότερη αιτία θανάτου στις ηλικίες ≤45 ετών. Η εργασία αυτή σκόπευε στη μελέτη, σε πολλά χρονικά σημεία εντός των πρώτων 14 ημερών, των μηχανισμών νευροεκφύλισης και κυτταρικού θανάτου, που ενεργοποιούνται μετά από ΤΚΕ που προκλήθηκε με χρήση του μοντέλου της κάκωσης διά πτώσης βάρους (ΚΠΒ) σε μυς. Είκοσι-ένας (n=21) μύες της φυλής C57/Black6 mice υποβλήθηκαν σε πειραματική ΤΚΕ, που τους προκάλεσε μέτριας και μεγάλης βαρύτητας βλάβη (NSS ≥ 6) και αποτέλεσαν την ομάδα της ΤΚΕ. Δύο (n=2) μύες αποτέλεσαν την ομάδα ελέγχου (μάρτυρες), η οποία δεν υποβλήθηκε σε ΤΚΕ. Ακολούθησε η θυσία των μυών στις 4 ώρες, 1, 2, 3, 4, 7 και 14 ημέρες μετατραυματικά και ο τυχαιοποιημένος διαχωρισμός τους σε εφτά ομάδες των τριών. Οι μύες της ομάδας ελέγχου θυσιάστηκαν στις 2 και 14 ημέρες. Κατόπιν πραγματοποιήθηκαν ιστοχημικές, ανοσοϊστοχημικές και απλός ή διπλός ανοσοφθορισμός των τομών. Αναγνωρίστηκαν νευρωνική απώλεια μέσω της NeuN, νευροεκφύλιση μέσω της FJB, οξεία αξονική κάκωση μέσω της APP, φλεγμονή μέσω των μακροφάγων (Mac-3), αντιδραστική αστροκυττάρωση μέσω της GFAP, νευραναγέννηση μέσω της GAP–43, μηχανισμοί επιδιόρθωσης μέσω ενεργοποίησης του IGF, απόπτωση μέσω της caspase–3, αυτοφαγία μέσω της beclin–1 και νέκρωση με χρώση Αιματοξυλίνης–Εωσίνης. Η μικροσκοπική μελέτη της κινητικής των φαινομένων περιελάμβανε και τα δύο ημισφαίρια καθ΄ ολοκληρίαν. Παρατηρήθηκε ότι η νευρωνική απώλεια ξεκίνησε άμεσα μετά την ΤΚΕ και έβαινε προοδευτικά μέχρι τη 14η ημέρα. Η νευροεκφύλιση και η νευραναγέννηση παρατηρήθηκαν και στα πειραματόζωα-μάρτυρες. Στους μυς με ΤΚΕ νευροεκφύλιση και νευραναγέννηση ανιχνεύθηκαν αμφοτερόπλευρα, έβαιναν παράλληλα, ενώ η βαρύτητά τους ήταν μεγαλύτερη στο ημισφαίριο ομόπλευρα της κάκωσης. Η οξεία αξονική κάκωση και η φλεγμονή κινητοποιήθηκαν μόνο ομόπλευρα, όπου τα αστροκύτταρα στις 4 ώρες κατέγραψαν παροδική απώλεια. Ακολούθησε αύξηση της αστροκυττάρωσης αμφοτερόπλευρα, ενώ η κινητική της ακολούθησε ή συγχρονίστηκε με αυτήν της νευροεκφύλισης. Η ενεργοποίηση του IGF ήταν μόνο ομόπλευρη, σημειώθηκε πιο καθυστερημένα σε σχέση με τη νευραναγεννητική δραστηριότητα και ήταν σημαντικά βραχύτερης διάρκειας, ενώ η κινητική του εν πολλοίς ταυτίστηκε με την κινητική της φλεγμονής και της αστροκυττάρωσης. Η έναρξη της πτωτικής τάσης του IGF από την 4η ημέρα συνέπεσε με την ενεργοποίηση της απόπτωσης, ενδεικτικό της αντιαποπτωτικής του δράσης. Η απόπτωση ενεργοποιήθηκε την 4η ημέρα, ενώ η αυτοφαγία ξεκίνησε με εξεσημασμένη αύξηση και κορύφωση την 3η ημέρα. Και τα δύο φαινόμενα παρατηρήθηκαν αμφοτερόπλευρα στους νευρώνες και στα μακροφάγα, αλλά όχι στα αστροκύτταρα. Η σύγκριση μεταξύ των δύο φαινομένων ανέδειξε ότι περισσότερα κύτταρα υπόκειντο σε αυτοφαγία παρά σε απόπτωση. Η νέκρωση ήταν το μοναδικό φαινόμενο με ομότιμη βαρύτητα αμφοτερόπλευρα και παρουσίασε διφασική κορύφωση στις 48 ώρες και στις 14 ημέρες. Με χρήση του μοντέλου ΚΠΒ καταδείχθηκε ότι η ΤΚΕ προκαλεί την επαγωγή κυτταρικών και υποκυτταρικών φαινομένων, που συνιστούν μία ενδογενή νευροπροστατευτική-νευραναγεννητική αντίδραση αμφοτερόπλευρα. Παρατηρήθηκε επαγωγή νευρωνικής απώλειας, νευροεκφύλισης, οξείας αξονικής κάκωσης, φλεγμονής, αντιδραστικής αστροκυττάρωσης, νευραναγέννησης, ενεργοποίησης του IGF, απόπτωσης, αυτοφαγίας και νέκρωσης. Παρά τη μεγάλη ετερογένεια των ανωτέρω φαινομένων, διαπιστώθηκε συγχρονικότητα μεταξύ τους ενδεικτική ενδεχόμενης συνέργειας μεταξύ τους και πιθανώς κοινών βιοχημικών οδών.