Βασικές Βιοϊατρικές Επιστήμες

Ο αιματοεγκεφαλικός φραγμός είναι υπεύθυνος για την μεταφορά ουσιών μεταξύ της κυκλοφορίας του αίματος και του ΚΝΣ. Τα κύρια κυτταρικά δομικά στοιχεία που συνθέτουν τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό είναι τα ενδοθηλιακά κύτταρα, οι απολήξεις (endfeet) των αποφυάδων των αστροκυττάρων και τα περικύτταρα. Η Νευροφλεγμονή είναι μια παθολογική κατάσταση, η οποία παρατηρείται σε διάφορες νευροεκφυλιστικές νόσους, και χαρακτηρίζεται από δυσλειτουργία του αιματοεγκεφαλικού φραγμού, ενεργοποίηση της μικρογλοίας και αστρογλοίωση. Τα αστροκύτταρα εκφράζουν το διαμεμβρανικό κανάλι νερού Ακουαπορίνη 4, το οποίο πρόσφατες μελέτες συσχετίζουν με τη νευροφλεγμονή και την αποδιοργάνωση του αιματοεγκεφαλικού φραγμού.Ο σκοπός της παρούσας μελέτης είναι η παρατήρηση σε πραγματικό χρόνο των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των αιμοφόρων αγγείων, της μικρογλοίας και των περιαγγειακών αστροκυττάρων κάτω από φυσιολογικές συνθήκες και μετά την πρόκληση επαγομένης από το LPS νευροφλεγμονής, χρησιμοποιώντας συνεστιακή μικροσκοπία για την παρατήρηση της τοπολογίας της Ακουαπορίνης 4, αλλά και μικροσκοπία δύο φωτονίων για την μελέτη σε αναισθητοποιημένα ποντίκια της αποδιοργάνωσης του φραγμού και των δυναμικών αλληλεπιδράσεων της μικρογλοίας με τα ενδοθηλιακά αγγεία.

Συστημική χορήγηση δύο δόσεων 5mg/kg LPS πραγματοποιήθηκε σε διαγονιδιακά ποντίκια CX3CR1-EGFP, τα οποία εκφράζουν φθορίζουσα πρωτεΐνη για την μικρογλοία με σκοπό την παρατήρηση της αλληλεπίδρασης της με τα αγγεία των ενδοθηλιακών κυττάρων υπό νευροφλεγμονώδη συνθήκες και σε φυσιολογικές συνθήκες. Η ίδια δόση LPS χορηγήθηκε σε C57BL6 ποντίκια για την μελέτη της τοπολογίας της Ακουαπορίνης 4 στις απολήξεις των αποφυάδων των αστροκυττάρων καθώς και στα ενδοθηλιακά αγγεία σε συνθήκες νευροφλεγμονής καθώς και σε φυσιολογικές συνθήκες. Τέλος χορηγήθηκε ο Χημικός Παράγοντας PLX-X, μέσω της τροφής σε C57BL6 ποντίκια με σκοπό την εξάλειψη του πληθυσμού της μικρογλοίας και την μελέτη της τοπολογίας, της μορφολογίας και της ενεργοποίησης των αστροκυττάρων μετά την χορήγηση του συγκεκριμένου παράγοντα καθώς και μετά την έγχυση των δύο δόσεων LPS.

Τα αποτελέσματα μας δείχνουν ότι το LPS επάγει την υπερτροφία των αστροκυττάρων και την πόλωση των απολήξεων των αποφυάδων τους προς τα ενδοθηλιακά αγγεία. Επίσης , η Ακουαπορίνη 4, η οποία σε φυσιολογικές συνθήκες εντοπίζεται μόνο στις απολήξεις των αποφυάδων των περιαγγειακών αστροκυττάρων, 1 και 4 ημέρες μετά την χορήγηση του LPS, εντοπίζεται σε όλο το μήκος των αποφυάδων των περιαγγειακών αστροκυττάρων. Τέλος η χορήγηση ενός καταστολέα της μικρογλοίας, οποίος σε φυσιολογικές συνθήκες προκαλεί εξάλειψη του 90% των μικρογλοιακών κυττάρων, έπειτα από πρόκληση νευροφλεγμονής με δύο δόσεις LPS, οδήγησε σε ενεργοποίηση του πολλαπλασιασμού των μικρογλοιακών κυττάρων, καθώς και χρονικά5καθυστερημένη ενεργοποίηση των αστροκυττάρων και απώλεια του περιαγγειακους τους εντοπισμού. Παρόλα αυτά τα επίπεδα ενεργοποίησης της μικρογλοίας και των αστροκυττάρων είναι μειωμένα συγκριτικά με εκείνα στα οποία είχε χορηγηθεί μόνο το LPS.

Η μελέτη αυτή προσθέτει νέες πληροφορίες στην χωροχρονική αλληλουχία των γεγονότων που πραγματοποιούνται στην Νευροαγγειακή Μονάδα μετά από την εμφάνιση νευροφλεγμονής, επηρεάζοντας τους μηχανισμούς επιβίωσης των νευρώνων και την νευρωνική δραστηριότητα τους.