Смертность вследствие нейродегенеративных заболеваний и расстройств кровообращения в центральной нервной системе занимает одну из лидирующих позиций. Изучен материал пациентов, умерших вследствие инсульта. Биоптаты мозга обработаны по классическим протоколам для последующей окраски препаратов гематоксилином и эозином. Изучена экспрессия CD34 и VEGF в пограничной ткани мозга человека с черепно-мозговой травмой (ЧМТ), инсультом и опухолью. Установлено, что патологические морфологические изменения тканей мозга в зоне, окружающей инфаркт, связаны не только с нарушением нейральных, миогенных, эндотелиальных механизмов, но и с нарушениями в структуре гематоэнцефалического барьера. Установлено увеличения экспрессии белков VEGF и CD34 в биоптатах мозга после травмы. Сделан вывод о том, что индукция нормализации ангиогенеза в нервной ткани необходима для лечения рака как и других заболеваний, характеризующихся патологическим ангиогенезом.
По данным Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) представившей тенденции за последние двадцать лет по смертности и заболеваемости, сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) по-прежнему занимают лидирующую позицию в списке десяти ведущих причин смертности. На современном этапе смертность от ССЗ увеличилась до 9 миллионов в год, составив 16 % всех случаев смертей в мире. В 2019 г. в десятку ведущих причин смертности во всем мире вошли болезнь Альцгеймера и другие формы нейродегенеративной патологии, занявшие третье место в списке причин смертности, при этом смертность среди женщин составила 65 % в результате болезни Альцгеймера и других форм деменции. Эндотелиальные клетки-предшественники (EPC) были предложены в качестве терапевтического варианта при остром ишемическом инсульте (AIS) [1, 2, 3]. Однако, известен ряд ангиогенных факторов, играюших важную роль в развитии поражения ткани мозга при малигнизации [4, 5, 6]. Вопросы патогенетически обоснованной индукции ангиогенеза в ткани мозга человека при инсультах, нейродегенеративных процессах, опухолях и черепно-мозговых травмах остаются предметом острых дискуссий [7, 8, 9]. Высокая смертность вследствие нейродегенеративных нарушений и расстройства кровообращения в мозге свидетельствует о несомненной актуальности исследований, направленных на решение данных вопросов [10, 11, 12].
Цель: изучить экспрессию CD34 и VEGF в пограничной ткани мозга человека с черепно-мозговой травмой (ЧМТ), инсультом и опухолью.
Материал и методы. В работе проведён анализ и обсуждение результатов собственных исследований биоптатов мозга 11 пациентов, умерших от инсульта, 8 биоптатов опухолей мозга, полученных в соответствии с приказом Минздравмедпрома РФ от 29.04.94 N82 «О порядке проведения патологоанатомических вскрытий», по правилам регламентирующей инструкции о порядке вскрытий трупов в лечебных учреждениях и с разрешения этического комитета ФГАОУ ВО ДВФУ. Группу контроля составили 4 пациента, погибшие в результате черепно-мозговых травм, несовместимых с жизнью, предположительно без соматической патологии в возрасте от 24 до 56 лет. С помощью методов иммунной гистохимии проведён количественный анализ факторов роста эндотелия сосудов и экспрессии CD34. Биопсийный материал фиксировался по соответствующим протоколам для подготовки к гистологическим исследованиям сразу после забора. Исключение возможных артефактов основано на данных, полученных при специальном исследовании на собаках, свидетельствующих, что при сохранении трупов при температуре от 4 °-7 °С в течение 4-6 часов в морфологии различных систем органов микроскопически видимых изменений не наблюдается, кроме некоторого снижения интенсивности специфических реакций на ферментативную активность. Использованы классические гистологические методы исследования с окрашиванием гематоксилином и эозином для получения общей морфологической картины, а также метод иммунной гистохимии на выявление экспрессии CD34 и VEGF. Анализ препаратов и изготовление иллюстраций выполнены с помощью микроскопа Olympus Bx52 и цифровой камеры DP25.
Результаты исследования и их обсуждение. Нами установлено, что клетки, экспрессирующие CD34 идентифиуировались во всех нормальных тканях контрольных образцов сосудов головного мозга выраженным и непрерывным окрашиванием. В то же время, VEGF не экспрессировались в нормальных не измененных тканях мозга. Известно, что фактор роста эндотелия сосудов (VEGF) и рецепторы VEGF – VEGFR1 и VEGFR2 передачи сигналов являются мощными активаторами ангиогенеза [13]. Процент VEGFR -положительных опухолевых клеток был количественно оценен при травмах, ишемии и опухолях головного мозга. С помощью иммуногистохимии по экспрессии VEGF и CD34 также анализировали плотность и диаметр микрососудов. Хотя первоначально считалось, что экспрессия VEGFR1 и VEGFR2 ограничивается эндотелиальными клетками, теперь известно, что оба рецептора способны также экспрессироваться и в опухолевых клетках [13]. Кроме этого, мы учитывали, что экспрессирующие CD34 клетки являются коэкспрессирующими рецептор VEGF2 [14]. Анализ собственных данных в доступной литературе показал, что VEGFR – положительные опухолевые клетки головного мозга обеспечивают повышенную регуляцию передачи сигналов VEGF на VEGFR [15]. Нами было отмечено более высокое содержание VEGFR1 и VEGFR2 – положительных опухолевых клеток, чем в ткани мозга при травме и инсультах. Мобилизация клеток, экспрессирующих CD34, происходит при инсультах и травмах соответственно. Также было отмечено, что CD34 экспрессируются не только в мелких, но и более крупных сосудах опухолей. Нами отмечено, что уровень экспрессии VEGF значительно коррелировал с активностью и экспрессией CD34. Анализ показал, что отсутствуют значительные статистически значимые различия в экспрессии VEGF и CD34 в возрастном аспекте, которая находится в корреляции только от размера опухоли и площади ишемии мозга.
Заключение. Фактор роста эндотелия сосудов, VEGF, считается основным регулятором ангиогенеза при различных опухолях головного мозга. Внутриопухолевое кровоизлияние, как одно из цереброваскулярных осложнений при различных опухолевых состояниях, возникает в основном при злокачественных опухолях головного мозга. Недавние исследования показали, что сверхэкспрессия фактора роста эндотелия сосудов (VEGF) может играть роль в потере целостности сосудов и последующем кровотечении. По нашему мнению, кровотечение может быть связано с несовершенством сосудистой стенки, отсутствием перицитов в оболочке мелких сосудов, а также физиологической незрелостью эндотелия. При этом отсутствуют транспортные ферменты, такие, как щелочная фосфатаза, сто соответствует высокой способности незрелого эндотелия к диффузии крови из просвета сосудов в окружающую ткань. Стратегии нормализации сосудов, направленные на улучшение трофического обеспечения структур мозга за счет кровеносных сосудов и уменьшение гипоксии тканей, являются методами лечения, которые могут улучшить исход больных, страдающих раком мозга, проходящих реабилитационное лечение после инсульта, а также получивших черепно-мозговую травму, посредством индукции увеличения или ингибирования экспрессии белков VEGF и CD34. Увеличение числа CD34 (+) клеток периферической крови и циркулирующих эндотелиальных клеток-предшественников (EPC) при повреждениях сосудов является отражением повреждения эндотелия.
Работа выполнена при финансовой поддержке Международного Медицинского Научно-образовательного Центра, (Владивосток, Россия).