In der komplexen Umgebung einer Verletzung des Rückenmarks , Forscher haben herausgefunden, dass Immunzellen im zentralen Nervensystem von älteren Mäusen nicht, einen wichtigen Signalweg aktivieren, drastisch senken die Chancen für die Reparatur nach Verletzung .
Diese Studien waren die ersten, die zeigen , dass Rückenmarksverletzungen sind bei älteren Mäusen stärker als bei jungen Erwachsenen , übereinstimmende vorherigen anekdotische Erkenntnisse aus klinischen Umgebungen . Sie zeigte auch eine bisher unbekannte Spieler in der Reparatur von Rückenmarksverletzungen bei jungen Erwachsenen.
Ein Schlüsselbotenin diesem Pfad ist ein Rezeptor auf der Oberfläche der Mikrogliazellen , die Zellen des Immunsystems im zentralen Nervensystem , in Aktion durch das Trauma des Rückenmarkverletzungbezeichnet werden.
In jungen erwachsenen Mäusen ist dieses Rezeptors durch Mikroglia aktiviert zu erkennen und zu nutzen, ein entzündungsbedingten Signal Chemikalie, die in das zentrale Nervensystem nach einer Verletzung des Rückenmarks zu finden ist. Die Mikroglia bei den älteren Mäusen , jedoch nicht den Rezeptor überhaupt zu aktivieren.
Die Studie zeigte, dass die Differenz der Rezeptoraktivierung wirkt sich später bei der Wiederherstellung . Die Arten von Zellen zum Ort der Verletzung in jungen erwachsenen Mäusen rekrutiert scheinen mehr Wert in der Reparatur-Prozess haben , als es die Zellen , die zeigen, bei älteren Mäusen. Eine Vielzahl von Experimenten verfolgt diese unterschiedliche Auswirkungen zurück , ob Mikroglia aktiviert den Rezeptor .
" Die Mikrogliazellen durch verschiedene Zelltypen und unterschiedliche Signale reguliert , und es scheint eine Menge von diesen Systemen zu ändern mit dem Alter ", sagte Jonathan Godbout , Associate Professor für Neurowissenschaften an der Ohio State University und Senior- Autor der Studie .
"Wir haben Beweise, dass das schwerere Verletzung tritt in einer alternden Tieres , und dass der Unterschied in der Wiederaufnahme wird auf die Fähigkeit , den Rezeptor zu exprimieren Zusammenhang dargestellt . Die Folge ist, haben wir ein anderes Profil der Zellen an der Verletzungsstelle , und alternden Mäusen ist, dass Umwelt weniger reparative ".
Diese Unterschiede auf zellulärer Ebene wurden große Unterschiede in den Eigenschaften von Verletzungen und Erholung verbunden. Die Läsionen auf das verletzte Rückenmark waren 38 Prozent mehr im Durchschnitt bei älteren Mäusen als bei jungen erwachsenen Mäusen . Darüber hinaus waren die älteren Mäusen nicht in der Lage , um die Bewegung der Hinterläufe durch die Zeit, die meisten jüngeren Mäusen hatte , dass die Mobilität wieder zu gewinnen.
Die Forschung ist in Journal of Neuroscience veröffentlicht .
Der Rezeptor in Frage gestellt wird die IL-4- alpha-Rezeptor und seine Aufgabe ist es, zu "sehen" die Infusion von Interleukin-4 oder IL-4, in das zentrale Nervensystem nach der Rückenmarksverletzung . IL -4 ist ein Cytokin, ein Protein , um die Funktion des Immunsystems verbunden . Viele Zytokine fördern Entzündung , Aber IL-4 ist mit der Eindämmung Entzündung .
Godbout und Kollegen festgestellt, dass IL-4 in der zentralen Nervensystems bei jungen Erwachsenen und alternden Mäusen gesendeten Signale , zusätzliche Reparaturzellen zum Ort der Verletzung zu rekrutieren - Zellen, die sogenannten Makrophagen und Monozyten . Dies sind Arten von weißen Blutzellen, die im Knochenmark stammen, und zirkulieren , was als die "Peripherie ", über das Blut und die außerhalb des zentralen Nervensystems bekannt. Aber nur in jungen erwachsenen Mäusen waren diese Arten von Zellen Beiträge zur Heilung und Clearing von Schutt, notwendig entzündliche Funktionen, die eher helfen als schaden gewickelt.
" Dies war überraschend für uns, weil Alterung ist in der Regel mit einer erhöhten Entzündung so würden wir erwarten, dass eine höhere inflammatorische Zytokine in den alten Mäusen ", sagte erster Autor Ashley Fenn , die gerade ihren Ph.D. in den Neurowissenschaften an der Ohio State . "Aber im Alter von Mäusen mit einer Verletzung des Rückenmarks , sahen wir, reduzierte Mengen an einigen entzündlichen Signalen mit einer Nichtbeachtung der Mikroglia mit IL-4 in Richtung einer reparative Profil umprogrammieren verbunden. So haben wir herausgefunden, der IL-4 ist in das einzigartige Rückenmarksverletzung Paradigma , dass es induziert eine entzündliche Antwort , die vorteilhaft zu sein scheint. "
Die IL-4 in den jungen erwachsenen Mäusen auch die Produktion von Arginase geführt , ein Protein, das als Biomarker der Verletzung Reparaturreaktion dient . Deutlich wurde weniger Arginase in den verletzten älteren Mäusen festgestellt , ein weiteres Signal, dass die behinderten Rezeptors gestört mit IL-4 zu Hilfe zu Verletzungen Reparatur.
Die Kommunikation zwischen den Systemen ist seit langem ein Schwerpunkt der Godbout -Forschung. Er ist ein Ermittler in der Ohio State Institute for Behavioral Medicine Research ( IBM® ) und Zentrum für Hirn- und Knochenmark Reparatur .
"Es gibt ein gewisses Maß an Kommunikation , der sich zwischen dem zentralen Nervensystem Mikroglia und Makrophagen des peripheren Immunsystems . In unserem Modell Unterschiede in dieser Mitteilung betroffen die Fähigkeit, in Zellen an den Ort der Verletzung zu bringen. Vielleicht ist die Alterung Mikroumgebung bringt Zellen , die weniger günstig sind ", sagte er .
Über 200.000 Menschen sind derzeit jedes Jahr das Leben mit einer Rückenmarksverletzung in den Vereinigten Staaten , und schätzungsweise 12.000 bis 20.000 neue Verletzungen auftreten , nach den Centers for Disease Control and Prevention .
Obwohl jede Therapie auf der Grundlage dieser Forschung würde viele Jahre dauern, zu entwickeln, zu Godbout und Fenn sagte, dass die Suche nach einem Medikament, das die Expression des IL-4- alpha-Rezeptor bei älteren Rückenmarksverletzungen Patienten stimulieren könnte möglicherweise Potenzial, ihre Ergebnisse zu verbessern.