Пущинские учёные исследовали роль интерлейкина-10 в нейропротекции мозга

Ученые из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН (ИТЭБ РАН) изучили роль противовоспалительного цитокина интерлейкина-10 в развитии нейродегенеративных болезней и предположили его потенциальные возможности выступать в качестве защищающего мозг агента. Свои исследования они опубликовали в августовском номере журнала Journal of Molecular Neuroscience.

В настоящее время учёные во всем мире исследуют цитокины в связи с их функциональной значимостью в воспалительных процессах организма. Ци­токины представляют собой небольшие молекулы, которые передают сигналы о развитии воспаления и могут активировать или ингибировать продукцию дру­гих сигнальных и значимых молекул в клетках-мишенях. В зависимости от ха­рактера влияния цитокина на клетку-мишень цитокины делят на провоспали­тельные, усиливающие воспаление, и противовоспалительные, которые способ­ствуют началу регенеративных процессов. Одним из всесторонне исследуемых противовоспалительных цитокинов является интерлейкин-10 (ИЛ-10) из-за его потенциальных протективных возможностей выступить в качестве агента, играющего ключевую роль в торможении развития воспаления и начало про­цессов регенерации.

ИЛ-10 был обнаружен в самых разных структурах мозга, в том числе в тех, которые участвуют в реализации когнитивных функций и отвечают за та­кие процессы, как внимание, память, обучение, мышление и др. Среди таких структур следует выделить гиппокамп и кору больших полушарий (в частности, префронтальную часть лобной коры), поскольку они не только являются важ­нейшими структурами для когнитивной деятельности, но и особенно уязвимы при повреждающем воздействии на головной мозг. В частности, в этих структу­рах развиваются повреждения, характерные для нейродегенеративных заболе­ваний, таких как болезни Альцгеймера и Паркинсона, лечение которых стано­вится все более актуальным для современного общества. Для поиска терапевти­ческих средств нейродегенеративных заболеваний используют модели на жи­вотных, среди которых широкое применение нашла модель нейродегенерации, основанная на нейротоксическом действии хлорида триметилолова — нейро­токсиканта, повреждающего гиппокамп и его связи с другими структурами моз­га, ответственными за когнитивные функции. Примечательно, что морфологи­ческая картина при повреждении мозга триметилоловом сопоставима с таковой при нейродегенеративных заболеваниях, как и поведенческие изменения (осо­бенно в отношении когнитивных функций).

Ранее в Лаборатории экспериментальной нейробиологии ИТЭБ РАН под руководством д.б.н. Архипова В. И. учёные провели ряд работ, сопоставляю­щих модели нейродегенерации друг с другом, а также исследовали морфоло­гию и ультраструктуру гиппокампа при повреждении его хлоридом триметило­лова. Поскольку коллектив лаборатории установил факт развития нейровоспаления в гиппокампальной формации при её повреждении нейроток­сикантом, было решено исследовать вовлечение противовоспалительных цито­кинов, в частности, интерлейкина-10, в реализацию воспаления.

Исследователи установили, что при нейродегенерации, вызванной хлори­дом триметилолова, у подопытных животных повысился уровень экспрессии гена ИЛ-10 и незначительно увеличился уровень самого цитокина в гиппокам­пе, в то время как в префронтальной коре повысился уровень как экспрессии генов, так и самого белка. Исследования тканей мозга подтвердили гипотезу, что префронтальная кора менее уязвима для нейротоксического действия хлорида триметилолова, чем гиппокамп. «Можно предположить, что такой результат в префронтальной коре наблюдается вследствие положительного влияния высокого уровня противовоспалительного цитокина интерлейкина-10, тормозящего развитие нейровоспаления при нейродегенерации и тем самым спасающего префронтальную кору от масштабных повреждений и гибели ней­ронов. Соответственно, это позволяет не только лучше понять динамику течения нейродегенеративных заболеваний, но и предположить перспективные агенты для их терапии» — комментирует результаты исследования кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Лаборатории экспериментальной нейробиологии Екатерина Першина.

Источник: Kamaltdinova E. R., Pershina E. V., Bugaev-Makarovskiy N. A., Arkhipov V. I. Different activation of IL-10 in the hippocampus and the prefrontal cortex during neurodegeneration caused by trimethyltin chloride. J Mol Neurosci (2020). https://doi.org/10.1007/s12031-020-01682-w

Материал подготовил: Николай Бугаёв-Макаровский

Пресс-служба ИТЭБ РАН, iteb-press@yandex.ru

На фото коллектив авторов: Архипов В.И., Михеева И.Б., Бугаев-Макаровский Н.А., Першина Е.В. Фото пресс-службы ИТЭБ РАН