Агашков К. С. Клітинні й мережеві механізми обробки ноцицептивних сигналів у спинному мозку та їх генно-інженерне модулювання як засіб терапії хронічного больового синдрому

Дисертація присвячена дослідженню функціювання мережі нейронів дорзального рогу (ДР) спинного мозку (СМ) та їх внеску в обробку та передачу ноцицептивного сигналу до супраспінальних структур. В роботі вперше була встановлена роль різних типів спіно-парабрахіальних нейронів (СПН) І-ої пластини ДР в передачі специфічної ноцицептивної інформації та виявлено молекулярні та клітинні механізми, що лежать в основі цієї специфічності. СПН І-ої пластини СМ відіграють ключову роль в обробці больових сигналів та є майже виключною групою клітин, що передають ці сигнали зі спинного до головного мозку. В даній роботі, для визначення молекулярних та клітинних механізмів, які беруть участь у спряженні вхідних та вихідних сигналів у СПН щурів, був використаний новий цілісний препарат СМ, який дозволяє проводити досліди з непошкодженими клітинами та забезпечує цілісність мережевих зав’язків у ДР. Нами було встановлено, що більшість СПН отримують невелику кількість прямих ноцицептивних входів від С-волокон та генерують один потенціал дії (ПД) у відповідь на супрамаксимальний аферентний стимул, таким чином виконують роль простого передавача сигналів від первинних аферентів. Однак, 69% всіх потенціалів дії, індукованих аферентною стимуляцією СПН, генеруються порівняно невеликою фракцією (19%) нейронів. Ці нейрони отримують велику кількість прямих входів від Aδ та С-волокон, генерують потужні групи ПД у відповідь на стимуляцію первинних аферентів, та ефективно інтегрують локальну мережеву активність за допомогою NMDA-залежних механізмів. Ми встановили, що вони підсилюють та інтегрують ноцицептивний вхідний сигнал, кодуючи його інтенсивність шляхом збільшення кількості згенерованих ПД. В цій роботі ми також використовували субпіальну доставку вірусних векторів, які несуть гени глутаматдекарбоксилази та везикулярного транспортеру ГАМК в ДР СМ мишей. При цьому локальні збуджуючі нейрони, що були заражені даними вірусами, починали синтезувати та виділяти гальмівний медіатор ГАМК. На клітинному рівні, у нейронах ДР було показано загальне збільшення гальмівної синаптичної активності та зменшення вірогідності виникнення потенціалів дії у відповідь на стимуляцію дорзальних корінців. Введення вірусних конструктів у СМ мишей з пошкодженим сідничним нервом, призводило до повного зникнення нейропатичного болю при відсутності побічних ефектів. Таким чином, в роботі були встановлені важливі клітинні механізми, що приймають участь у обробці ноцицептивних сигналів у ДР СМ та апробовано новітній терапевтичний підхід, що може бути використаний в терапії хронічного болю.