Исследования на крысах показывают, что краситель, аналогичный красителю, который содержится в фруктовом мороженом и спортивных напитках, может предотвратить гибель клеток после травмы спинного мозга
Синий краситель, содержащийся в Gatorade и Rocket Pops, может играть защитную роль в клеточном хаосе, который следует за травмой спинного мозга. У крыс близкий химический родственник обычного пищевого красителя FD&C Blue No.1, по-видимому, блокирует молекулу, которая заполняет место повреждения и убивает нервные клетки.
Крысы, которым вводили краситель, известный как бриллиантовый синий G, после травмы демонстрировали большее улучшение двигательных навыков, чем крысы, не получавшие краситель. И если предположить, что низкая токсичность пищевого красителя верна для бриллиантового синего, исследование предлагает новый подход к лечению травм спинного мозга у людей, травм, для которых существует несколько методов лечения.
«Это не лекарство», - говорит нейробиолог Майкен Недергаард из Медицинского центра Университета Рочестера в Рочестере, штат Нью-Йорк, который руководил новым исследованием. «Я не думаю, что это можно вылечить, но для пациента это может стать большим улучшением».
Результаты впечатляют и реалистичны, - комментирует Линн Уивер, нейробиолог из Исследовательского института Робартс в Лондоне, Канада. Уивер отмечает, что необходимо учитывать побочные эффекты любой новой потенциальной терапии, но «интересен сам принцип».
АТФ для аденозинтрифосфата известен как энергетическая валюта клеток, и эта молекула используется как батарея всякий раз, когда клеткам нужно что-то делать. Но несколько лет назад Недергаард и ее коллеги сообщили, что у АТФ есть и темная сторона. Он наносит ущерб при повреждении центральной нервной системы, затопляя место повреждения и поражая рецептор, который находится на некоторых клетках иммунной системы. АТФ связывается с этим рецептором, называемым P2X7, что приводит к каскаду событий, ведущих к гибели клеток.
Клеточный беспредел продолжается в течение нескольких дней после травмы спинного мозга и может убить клетки, которые могли пережить первоначальную травму. Ученые считают, что это отсроченное повреждение является причиной длительных последствий этих травм, включая паралич. Отек, частично вызванный АТФ, и кровотечение в тесном пространстве спинного мозга не позволяют клеткам получать кислород. Умирающие нейроны выделяют токсичные химические вещества, а поврежденные клетки выделяют кальций и натрий, которые могут разрушить другие клетки.
Этот клеточный ответ уместен и в других частях тела, говорит Недергаард, «но в закрытой полости спинного мозга он вызывает дополнительное повреждение - нет места для отека».
Nedergaard и ее коллеги уже установили, что блокирование рецептора P2X7 может уменьшить повреждение от травмы спинного мозга, но команда искала нетоксичный блокатор. Бриллиантовый синий шагнул вперед. По словам Недергаарда, краситель имеет структуру, аналогичную известному блокатору. И краситель очень близок к FD&C Blue No.1, который считается очень безопасным, нетоксичным в дозах до 12 миллиграммов на килограмм массы тела в день. Последний краситель был одобрен Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) в 1928 году, и он обычно вызывает у любителей фруктового мороженого синий язык и придает яркость различным спортивным напиткам.
Ученые впервые проверили токсичность бриллиантового синего, вводя краситель крысам внутривенно в дозах 10 или 50 мг/кг/день. В то время как крысы, получавшие 50 мг, немного синели, это исчезало, и ни один из режимов не оказал влияния на физиологию, например, на кровяное давление или рН крови.
Используя стандартную исследовательскую установку, в которой тяжелый груз падает на нижнюю часть спины крысы, ученые наносили животным травмы спинного мозга. Пятнадцать минут спустя некоторым крысам внутривенно вводили краситель, а эти крысы получали дополнительный краситель на второй и третий день после травмы. Первоначально тяжелораненые крысы не могли ходить. Но в течение шести недель крысы, получавшие краситель, улучшили передвижение и восстановили некоторый контроль над мочевым пузырем, показывая лучшие результаты по оценке походки, чем крысы, не получавшие лечение, сообщают ученые..
Неясно, может ли краситель проникнуть через гематоэнцефалический барьер в спинной мозг здоровой крысы, но этот барьер уже нарушен при многих травмах спинного мозга, отмечает Недергаард.
Исследовательская группа сейчас изучает, насколько эффективен краситель, если его вводить позже, например, через четыре часа после травмы. По словам Недергаарда, похоже, положительный эффект все же есть. По словам Недергаарда, хотя клиническое использование бриллиантового синего произойдет через несколько лет и потребует исследований на людях, оно выглядит многообещающе. «Возможно, вы пьете синий Gatorade по дороге в больницу», - предполагает она.
Существующие методы лечения, включая стероиды, для предотвращения дополнительного вреда после травмы спинного мозга могут иметь серьезные побочные эффекты, но считается, что их стоит терпеть, отмечает Уивер. А в случае с бриллиантовым синим, даже если краситель блокирует связывание АТФ с P2X7 в других частях тела, это вряд ли будет опасно для жизни, говорит она.
Ученые все еще пытаются определить, как долго длится вторичный клеточный хаос и как быстро необходимо проводить лечение, говорит Майкл Битти из Центра травм головного и спинного мозга Калифорнийского университета в Сан-Франциско. По его словам, лечение этой вторичной травмы является многообещающим подходом, но он хотел бы, чтобы исследование было повторено.