Аневризмы головного мозга — это выпячивания стенок кровеносных сосудов, которые могут оставаться незамеченными годами. В случае разрыва они могут вызвать тяжелый и часто смертельный тип инсульта. Примерно у 1 из 50 американцев есть аневризма головного мозга, но врачам по-прежнему сложно предсказать, какие из них наиболее опасны.
Новое исследование помогает раскрыть биологические механизмы этих явлений путем картирования клеток в стенках артерий и взаимодействий, которые их ослабляют.
«Мы сделали важные шаги к разгадке тайны образования аневризм, — отметил Итан Винклер (Ethan Winkler), доктор медицины, доктор философии, доцент кафедры нейрохирургии и старший автор исследования, опубликованного 10 июня в журнале Nature Neuroscience. — Мы определили состав участвующих элементов и увидели, какие из них задействованы на разных стадиях заболевания».
Аневризмы можно лечить с помощью хирургического вмешательства и других малоинвазивных процедур, но решения о терапии в основном зависят от размера аневризмы, ее расположения и индивидуальных факторов риска пациента. За аневризмами размером менее 7 мм обычно наблюдают, а не оперируют, хотя это не очень надежный способ предсказать, какие из них разорвутся.
Обычно три слоя клеток, за исключением…
Проанализировав более 100 000 отдельных клеток из аневризм человека и здоровых мозговых артерий, исследовательская группа выявила 19 различных типов клеток и определила, какие гены были активны в каждом из них. Они также составили карту того, как клетки были организованы внутри сосудистой стенки.
Здоровые артерии состоят из трех слоев: тонкой внутренней оболочки, толстого слоя гладких мышц посередине, который позволяет артериям расширяться и сужаться при каждом ударе сердца, и наружного слоя фибробластов, обеспечивающего структуру.
В ткани аневризмы эти кольца были дезорганизованы, а многие гладкомышечные клетки исчезли. На их месте оказались образующие рубец фибробласты, которые команда назвала «активированными фибробластами», делавшие артериальную стенку более жесткой и менее способной сгибаться при пульсации крови. Эти клетки экспрессировали гены, связанные с наследственным риском развития аневризмы.
Исследователи сосредоточились на определенном типе макрофагов — иммунных клетках, — которые накапливались внутри артериальной стенки рядом с фибробластами. К своему удивлению, исследователи обнаружили, что эти макрофаги экспрессировали ген, который обычно ассоциируется с костной тканью.
Дальнейшие эксперименты выявили разрушительную петлю обратной связи между этими двумя типами клеток. Активированные фибробласты высвобождали сигнал, который заставлял эти макрофаги вырабатывать ферменты, разрушающие структурную опору сосуда. Когда ученые блокировали этот сигнал, макрофаги с меньшей вероятностью вырабатывали эти ферменты.
Объяснение парадокса малых аневризм
В исследовании описывается процесс, который постепенно ослабляет стенки сосудов. Сначала они теряют поддерживающие мышечные клетки, затем накапливается жесткая рубцовая ткань, активирующая воспалительные иммунные клетки.
Полученные данные помогают объяснить клинический парадокс: небольшие аневризмы, которые часто считаются аневризмами низкого риска, все равно могут разорваться. Винклер отметил, что более половины разрывов, которые он лечил в начале своей карьеры, происходили в аневризмах размером ниже типичного хирургического порога в 7 мм.
«Нам приходилось полагаться на анатомию, потому что мы не знали лежащей в основе биологии», — сказал он.
Лучшее понимание того, как образуются аневризмы, создаст возможности для более раннего вмешательства — либо путем блокирования сигналов, посылаемых фибробластами, либо путем подавления иммунного ответа на эти сигналы.
«Возможно, однажды мы сможем стабилизировать аневризму, чтобы предотвратить ее разрыв, — сказал Винклер. — Это было бы очень эффективным лечением, о котором мы давно мечтали».
Авторы: Другие авторы из UCSF: Джерри К. Ванг (Jerry C. Wang), Чанг Н. Ким (Chang N. Kim), Шубханг Бхалла (Shubhang Bhalla), Аднан Гопинадхан (Adnan Gopinadhan), Сантош Арул (Santhosh Arul), Дамиан Санчес (Damian Sanchez), Аманда К.М. Аполонио (Amanda C.M. Apolonio), доктор медицины Белда Гюльсую (Belda Gülsuyu, MD), Мухаммет М. Озтюрк (Muhammet M. Öztürk), доктор медицины Джон Эндрюс (John Andrews, MD), доктор философии Джозеф Ким (Joseph Kim, PhD), Ауной Поддар (Aunoy Poddar), доктор медицины Дэниел Л. Кук (Daniel L. Cooke, MD), доктор медицины Казим Нарсинх (Kazim Narsinh, MD), доктор медицины, доктор философии Эрик Дж. Хуанг (Eric J. Huang, MD, PhD), доктор медицины Эдвард Ф. Чанг (Edward F. Chang, MD), доктор медицины, доктор философии Дэниел А. Лим (Daniel A. Lim, MD, PhD), доктор медицины Адиб А. Абла (Adib A. Abla, MD), доктор философии Эндрю К. Янг (Andrew C. Yang, PhD), доктор философии Томаш Дж. Новаковски (Tomasz J. Nowakowski, PhD).
