Тяжесть церебральных микрокровоизлияний обусловлена в том числе генетически

Церебральная болезнь мелких сосудов — ведущая причина снижения когнитивных функций и инсульта у пожилых людей, при визуализации проявляется как церебральные микрокровоизлияния (ЦМК). О патофизиологии этого состояния известно не так много, в том числе из-за отсутствия животной модели. Такую модель получили корейские исследователи в новой работе.

В поддержании целостности гематоэнцефалического барьера важную роль играет базальная мембрана мелких сосудов мозга. Базальная мембрана состоит из четырех основных гликопротеинов, а коллаген IV стабилизирует образованную ими сеть. Мутации в гене COL4A1 ассоциированы с различными патологиями, но связь с церебральной болезнью мелких сосудов ранее не была показана.

Авторы использовали систему CRISPR/Cas9, чтобы снизить экспрессию гена Col4a1 в мелких сосудах мозга мышей. Компоненты системы доставляли с помощью аденоассоциированного вирусного вектора, который нацелен на эндотелиальные клетки мозга. Вектор вводили мыши через ретроорбитальный синус. Исследователи продемонстрировали, что такой подход действительно снижает количество коллагена IV.

Вектор вносили взрослым мышам (8 недель), и уже через три месяца с помощью МРТ можно было видеть ЦМК. Через шесть месяцев количество кровоизлияний резко выросло, особенно в коре и полосатом теле. ЦМК также чаще отмечались в таламусе, гипоталамусе и стволе мозга. В этих же областях микрокровоизлияния обычно развиваются у человека. Контрольный вирусный вектор не вызывал появление ЦМК.

Число ЦМК повышалось с ростом дозы вектора. Большая часть микрокровоизлияний не превышала 300 мкм в диаметре (средний диаметр 150 мкм). Самое большое ЦМК имело размер 700 мкм и наблюдалось у животных, получивших максимальную дозу. У мышей, получивших вектор, не было признаков ишемического повреждения белого вещества.

Нейроны, находящиеся рядом с ЦМК, не дегенерировали. Однако глиальные клетки активировались, также к местам микрокровоизлияния привлекались макрофаги. У мышей с нокаутом Col4a1 снижалась толщина базальной мембраны.

При помощи поведенческих тестов авторы показали, что появление ЦМК было связано с нарушением неврологических функций. При распознавании новых объектов нарушения были отмечены уже через два месяца после введения вектора, через шесть месяцев показатели еще сильнее ухудшились. Через 4 недели после инъекции мыши хуже проходили Y-лабиринт. Координация движений тоже резко падала спустя три месяца.

Таким образом, влияя на коллаген IV базальной мембраны, можно повлиять на развитие ЦМК. Авторы предположили, что варианты в гене COL4A1 могут повлиять на склонность к ЦМК у человека. Они проанализировали данные 836 участников из корейского биобанка BICWALZS. Их разделили на три группы: группа 1 без ЦМК, группа 2 с 1–4 ЦМК, группа 3 с 5 ЦМК и более.

Среди всех 84 выявленных в гене COL4A1 SNP только rs3825469 был статистически достоверно связан с количеством ЦМК. При полногеномном поиске ассоциаций других SNP за пределами этого гена выявлено не было. С помощью анализа сети белок-белковых взаимодействий авторы показали, что COL4A1 был связан с MMP2. Эндогенный ингибитор MMP2 — TIMP2 — тоже был связан с COL4A1. И в TIMP2 были выявлены SNP, связанные с количеством ЦМК.

Если рассмотреть вариант COL4A1 rs3825469, то в первой группе (без ЦМК) было больше гомозигот (A/A), а в группах 2 и 3 нарастало количество гетерозигот (T/A). Впрочем, статистической значимости эти результаты не достигали. А вот варианты в гене TIMP2 были статистически значимо связаны с числом ЦМК. Для rs3744787 доля участников-гетерозигот (G/A) в группе 1 была ниже, чем гомозигот (A/A), а в группе 3 — выше. У двух участников с генотипом G/G микрокровоизлияний было 5 и более. Для остальных вариантов (rs118160201, rs117232607 и rs59666014) была показана схожая картина — у гетерозигот риск развития большого количества микрокровоизлияний был до двух раз выше, чем у гомозигот по основному аллелю.

Таким образом, авторы получили мышиную модель ЦМК и показали, что на их развитие могут влиять факторы уязвимости базальной мембраны.

Раннее назначение антикоагулянтов после инсульта не увеличило риск нежелательных явлений