Изображение мозга мыши под микроскопом показывает тесное взаимодействие между нейронами (зеленый), астроцитами (синий) и кровеносными сосудами (красный) в головном мозге. Различные популяции клеток появляются в определенном порядке и взаимодействуют с соседними клетками
Нейроны и кровеносные сосуды часто проходят по телу бок о бок, факт, отмеченный еще в 16 веке фламандским анатомом Андреасом Везалием. Однако только за последние десять лет исследователи обнаружили, что рост нейрональных и сосудистых сетей контролируется одними и теми же молекулами. Проф. Ампаро Акер-Палмер, пионер в этой области, проводит новаторские исследования связи между нейронами и клетками кровеносных сосудов в головном мозге. Она надеется использовать свои выводы, чтобы получить важные сведения о заболеваниях мозга, таких как слабоумие и психические заболевания. Европейский исследовательский совет профинансирует ее проект грантом для продвинутых исследователей в размере 2.5 миллионов евро в течение следующих пяти лет.
"Наиболее интересно взаимодействие между нейронами и кровеносными сосудами в коре головного мозга. На сегодняшний день мы очень мало знаем о том, как нейроны взаимодействуют с эндотелиальными клетками, чтобы структурировать функциональную сеть в головном мозге." объясняет Акер-Палмер. Она планирует оценить эти процессы в слоях коры головного мозга во время эмбрионального развития. Здесь нейронные клетки мигрируют изнутри наружу, в то время как кровеносные сосуды растут в противоположном направлении, от пиальной поверхности к поверхности желудочков. Поскольку эти два процесса роста скоординированы, Акер-Палмер подозревает, что они контролируются одними и теми же сигнальными молекулами. Как дисфункция перекрестных помех может привести к когнитивным нарушениям – одна из основных тем ее исследования.
В качестве модельных организмов ее команда использует генетически измененных мышей и рыбок данио. Полупрозрачные рыбки данио – лучшая подходящая модель позвоночных для визуализации in vivo динамических событий межклеточной коммуникации на нейроваскулярном интерфейсе. Электронные микроскопы высокого разрешения также будут использоваться для изучения этих тесных связей между эндотелиальными клетками в кровеносных капиллярах и глиальными клетками на гематоэнцефалическом барьере. Глиальные клетки обволакивают кровеносные капилляры и предотвращают попадание вредных веществ из кровотока в мозг.. Акер-Палмер и ее команда стремятся расшифровать молекулярные сигнальные пути, регулирующие нейроваскулярный интерфейс. "Если мы сможем вмешаться в механизм и временно открыть гематоэнцефалический барьер, мы сможем ввести активные вещества и найти новые подходы к лечению деменции и психических заболеваний," говорит нейробиолог.
In vivo – визуализация системы кровообращения у трехдневной личинки рыбок данио. На левом изображении показан вид головы сбоку, на среднем изображении – вид сбоку туловища, а на правом изображении – вид головы сзади. Флуоресцентные репортерные гены показывают, что к этому моменту кровеносные сосуды (зеленые) полностью сформированы. Также можно увидеть отдельные клетки крови (красные), циркулирующие в кровеносных сосудах.