Антитела к глутамату влияют на кальциевый гомеостаз клеток первичной нейроглиальной культуры

Аннотация

Введение. Антитела к нейромедиаторам обладают разнообразными воздействиями на организм лабораторных животных. Молекулярно-клеточные механизмы этих воздействий выяснены недостаточно. Актуальность этой проблемы очевидна, так как такие антитела обнаружены при травмах мозга и распространенных нейродегенеративных заболеваниях. Особую роль играют антитела к глутамату (Glu), поскольку эта аминокислота является доминирующим возбуждающим нейромедиатором ЦНС. При инъекции или интраназальном введении поликлональных антител против глутамата (GluAB) лабораторным грызунам обнаружено их влияние на биохимические показатели и поведение животных.

Цель исследования. Выяснить могут ли эффекты GluAB, установленные в исследованиях на лабораторных животных, быть опосредованы влиянием GluAB на важнейший показатель ионного гомеостаза клеток мозга (нейронов и глии) – внутриклеточную концентрацию ионов кальция ([Ca²⁺]_i).  

Методика. В качестве модели выбрали первичные нейроглиальные культуры, которые приготавливали из клеток коры головного мозга новорожденных крысят линии Вистар и использовали на 11–13 день. Изменения [Ca²⁺]_i регистрировали с помощью системы анализа изображений на основе микроскопа Nikon Ti-2, используя Са²⁺-индикатор Fura-2. Для селективной активации ионотропных глутаматных рецепторов (iGluRs) NMDA-типа агонист добавляли в присутствии глицина в безмагниевом буфере. При измерениях Ca²⁺ сигналов метаботропных глутаматных рецепторов (mGluRs), NMDA-каналы ингибировали, повышая концентрацию MgCl₂ в буфере.

Результаты. Изучение влияния GluAB (4, 12 и 40 мкг/мл) на базальную [Ca²⁺]_i и на изменения [Ca²⁺]_i, индуцированные Glu (100 мкМ, 3-мин) или NMDA (200 мкМ, 3-мин), показали, что предынкубация нейрональной культуры с GluAB (15-мин, 40 мкг/мл) увеличивает базальную [Ca²⁺]_i . Эффект наблюдался преимущественно в тех клетках, в которых присутствуют mGluRs первого типа. Не выявлено достоверного влияния GluAB на изменения [Ca²⁺]_i , вызванные в период действия Glu или NMDA, однако GluAB замедляли восстановление низкой [Ca²⁺]_i после удаления NMDA. Кроме того, GluAB не влияли на накопление Ca²⁺ митохондриями во время действия NMDA и сохранившегося в митохондриях в период отмывания NMDA.

Заключение. Исследование на нейроглиальных культурах из коры головного мозга крысы показало, что влияние поликлональных GluAB, обнаруженное ранее при биохимических исследованиях и в поведенческих тестах лабораторных животных, может быть отчасти сопряжено с влиянием GluAB на кальциевый гомеостаз как покоящихся клеток ЦНС, так и  активированных воздействием глутамата на рецепторы NMDA-типа. По крайней мере, на стадии восстановления низкой [Ca²⁺]_i после прекращения действия нейромедиатора.