Otoimmün deneysel ensefalit modeli oluşturulmuş farelerde kortikal vasküler fonksiyonların ve perisitlerin incelenmesi

Arka Plan ve Amaç: Multipl skleroz (MS), dünya çapında milyonlarca insanı etkileyen önemli bir CNS inflamatuar bozukluğudur. Enflamasyon, demiyelinizasyon ve nörodejenerasyonun MS patogenezi ile bağlantılı olduğu bilinmektedir. Bu bozukluğun otoimmün kökenli olduğu ve merkezi sinir sistemine girmek için kan-beyin bariyerini geçen enflamatuar hücrelerin aracılık ettiği düşünülmektedir. Bu hücreler inflamasyonu tetikleyerek demiyelinizasyon ve nörodejenerasyon ile karakterize lezyon oluşumuna yol açar. Unutulmamalıdır ki, nörodejenerasyon lezyonlarla sınırlı değildir ve küreseldir. Nörodejenerasyon MS'in ileri evrelerinde daha belirgin olmakla birlikte, hastalığın başlangıcından itibaren başladığı bilinmektedir. Nörodejenerasyonun kesin mekanizmaları hala belirsizdir. Serebrovasküler fonksiyonun hassas regülasyonu beyin sağlığı için kritiktir ve nörovasküler ünite (NVU) tarafından düzenlenir. Perisitler, nörovasküler ünitenin (NVU) ve BBB'nin önemli unsurlarıdır ve serebral kan akımının düzenlenmesinde önemli roller oynarlar. Perisitler ve endotel hücreleri arasındaki etkileşim, kılcal seviyede nörovasküler eşleşme (NVC) adı verilen bir süreç aracılığıyla serebral kan akışını (CBF) düzenleyerek hızlı ve verimli iletişim sağlar. Alzheimer hastalığında NVU işlevi ve perisitler olumsuz etkilenir. Bununla birlikte, NVC ve perisitlerin spesifik rolleri ve bunların MS'deki nörodejenerasyonla bağlantısı bilinmemektedir. Kortikal perisitlerin, NVU işlev bozukluğuna ve nörodejenerasyona yol açan enflamatuar hücreler tarafından salınan çözünür faktörler yoluyla küresel olarak etkilendiğini varsayıyoruz. Bu projede amacımız MS hayvan modeli olarak yaygın kabul gören deneysel otoimmün ensefalomiyelit (EAE) modelinde vasküler disfonksiyonun kortikal nörodejenerasyona katkı sağlayıp sağlamadığını ortaya koymaktır. Yöntemler: C57BL6/J farelerinde kronik kranyal pencere açılması ve alışkanlığın ardından, MOG peptitlerini enjekte ederek EAE modelini indükledik. İndüksiyondan sonraki 26 gün boyunca kilo değişiklikleri ve klinik semptomlar izlendi ve puanlandı. Serebrovasküler reaktiviteyi (CVR), hayvanlar uyanıkken ve başları sabitlenmişken bıyık yastığına hava üfleyerek ve %5 hiperkapni uygulayarak ölçtük: enjeksiyon öncesi, klinik öncesi aşama ve klinik zirve dönemi. Ölçümleri hem lazer benekli kontrast görüntüleme (LSCI, Perimed) hem de bu proje için geliştirdiğimiz özel yapım dahili optik sinyal görüntüleme (IOSI) sistemi ile gerçekleştirdik. Ayrıca immünofloresan boyama ve konfokal görüntüleme ile perisitleri, vasküler ve nöral hücreleri inceledik. Sonuçlar: Hem LSCI (%5 hiperkapni uygulamasından sonra) hem de IOSI (bıyık yastığı uyarımı sonrası) ile EAE grubunda enflamasyonun en yüksek olduğu dönemde kontrollere kıyasla CVR'nin azaldığını saptadık (sırasıyla p<0.05 ve p<0.01). Histolojik incelemelerde EAE grubunda hem kortekste hem de hipokampusta perisitlerin vasküler örtücülüğünde anlamlı artış saptadık (p<0.001). Buna paralel olarak EAE grubunda özellikle subpial ve intrakortikal alanlarda NeuN reaktivitesinin kaybolduğu çoklu odaklar saptadık (p<0.05). EAE grubunda torasik omurilik bölümünün ventral boynuzlarında da NeuN reaktivitesinde kayıp bulduk (p<0.05). Ayrıca, SMI-32 boyaması, EAE farelerinin korteks ve hipokampüsünde nörit kaybını ortaya çıkardı (p<0.01). Ayrıca hem kortekste (p<0.04) hem de hipokampusta (p<0.04) bazı damarların lümen tarafında ve ayrıca parankimde IgG birikimi gözlendi. Bu damarlarda perisit morfolojisinin de bozulduğunu bulduk. Ayrıca, EAE farelerinin korteksinde üç vasküler markörün, yani tLectin, CD31 ve CD105'in boyanmasında azalma saptadık. İlginç bir şekilde, orada hipokampusta veya omuriliğin GM ve WM'sinde herhangi bir değişiklik tespit etmedik. Son olarak, mikroglia'nın, bazıları mikrodamarla ilişkili mikroglia olan korteks boyunca yaygın olarak aktive edildiğini tespit ettik. Sonuç ve yorum: Bulgularımız literatürde ilk kez kortikal NVU fonksiyonunun ve perisitlerin EAE sırasında olumsuz etkilendiğini göstermektedir. Paralel olarak, nöronlar, mikrodamarlar ve mikroglia da korteks boyunca yaygın olarak etkilendi. EAE'li farelerin korteksinde lezyon oluşumu çok az olduğu veya hiç olmadığı için, bu bulgular kortikal yapıların enflamatuar hücreler tarafından salınan çözünür faktörlerden yaygın olarak etkilendiğini göstermektedir. Bulgularımız, MS'li kişilerde "normal görünen gri madde" olarak adlandırılan küresel nörodejenerasyon mekanizmalarına yeni bilgiler getiriyor. Gelecekte, MS'te nörodejenerasyonu önlemek için NVU koruyucu tedavilerin geliştirilmesi kullanılabilir.