Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.



СІМЕЙНІ ЛІКАРІ ТА ТЕРАПЕВТИ

НЕВРОЛОГИ, НЕЙРОХІРУРГИ, ЛІКАРІ ЗАГАЛЬНОЇ ПРАКТИКИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ

КАРДІОЛОГИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, РЕВМАТОЛОГИ, НЕВРОЛОГИ, ЕНДОКРИНОЛОГИ

СТОМАТОЛОГИ

ІНФЕКЦІОНІСТИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, ПЕДІАТРИ, ГАСТРОЕНТЕРОЛОГИ, ГЕПАТОЛОГИ

ТРАВМАТОЛОГИ

ОНКОЛОГИ, (ОНКО-ГЕМАТОЛОГИ, ХІМІОТЕРАПЕВТИ, МАМОЛОГИ, ОНКО-ХІРУРГИ)

ЕНДОКРИНОЛОГИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, ПЕДІАТРИ, КАРДІОЛОГИ ТА ІНШІ СПЕЦІАЛІСТИ

ПЕДІАТРИ ТА СІМЕЙНІ ЛІКАРІ

АНЕСТЕЗІОЛОГИ, ХІРУРГИ

International neurological journal Том 17, №5, 2021

Back to issue

Neuroinflammatory penumbra in Parkinson’s disease

Authors: V.V. Ponomarev (1), A.V. Boika (1), Z.A. Hladkova (2), T.Y. Kuznetsova (2), M.M. Sialitski (1), N.E. Aleinikava (1), V.A. Bahamaz (1)
(1) — Belorussian Medical Academy of Postgraduate Education, Minsk, the Republic of Belarus
(2) — Institute of Physiology of the National Academy of Sciences, Minsk, the Republic of Belarus

Categories: Neurology

Sections: Specialist manual

print version


Summary

На сьогодні етіологія і патогенез хвороби Паркінсона (ХП) до кінця не вивчені. У цій публікації ми наводимо критичний огляд доступних міжнародних даних щодо участі процесів запалення в етіопатогенезі захворювання в контексті результатів власних досліджень. Дані, отримані нами при моделюванні синдрому паркінсонізму нейрозапального генезу (використовувався ендотоксин лiпополiсахарид) у лабораторних щурів (основна група, n = 21; контрольна група, n = 7), свідчать про те, що інтраназальне введення лiпополiсахариду в усіх трьох досліджуваних дозах (1, 10 та 100 мкг/кг/мл) через сiм діб після завершення експерименту (21 введення) викликає однакові помірні морфологічні дегенеративні і запальні зміни гістоструктури чорної субстанції головного мозку, що поширюються і на ділянку стрiатума (p > 0.05). Цей факт найкраще може бути пояснений принципом «все або нічого». Стадійний, послідовний перехід первинних оборотних (нейрозапальних) патоморфологічних змін у вторинні необоротні (нейродегенеративні) при ХП, а також вторинна активація мікроглії при дегенерації нейронів дозволяють нам запропонувати термін «нейрозапальна пенумбра», що найкращим чином сприятиме розумінню патогенезу захворювання і розробці методів терапії, які змінюють перебіг ХП. Наші власні дані щодо застосування мезенхімальних мультипотентних стромальних клітин у щурів iз синдромом паркінсонізму ней-ротоксичного (використовувався ротенон) генезу (n = 10) і в осiб iз ХП (n = 10) демонструють зменшення моторних порушень, загальне поліпшення стану пацієнтів і вплив на лабораторні показники порівняно з контрольними групами. Ранній позитивний ефект, що спостерігався вже в перший тиждень після введення мезенхімальних мультипотентних стромальних клітин, ми пов’язуємо з їх паракринним впливом, у тому числі на нейрозапальну пенумбру.

To date, the etiology and pathogenesis of Parkinson’s disease (PD) are not fully understood. In this publication, we present a critical review of the available international data on the involvement of inflammation processes in the etiopathogenesis of the disease in the context of our research results. The data obtained by us during modeling of parkinsonian syndrome of neuroinflammatory origin (lipopolysaccharide endotoxin was used) in laboratory rats (basic group, n = 21; control group, n = 7) indicate that intranasal administration of lipopolysaccharide in all three studied doses (1, 10 and 100 μg/kg/ml) seven days after the end of the experiment (21 injections) causes the same moderate morphological degenerative and inflammatory changes in the histostructure of the substantia nigra, extending to the striatum area (p > 0.05). This fact can be best explained by the all-or-none law. The staged, sequential transition of primary reversible (neuroinflammatory) pathomorphological changes to secondary irreversible (neurodegenerative) ones in PD, as well as secondary activation of microglia during neuronal degeneration, allows proposing the term “neuroinflammatory penumbra”, which will best help understand the pathogenesis of the disease and the development of therapies that change the course of Parkinson’s disease. Our data on the use of mesenchymal multipotent stromal cells in rats with neurotoxic (rotenone) parkinsonian syndrome (n = 10) and in PD individuals (n = 10) demonstrate a decrease in motor impairment, overall improvement of patients and an effect on laboratory parameters compared with control groups. We associate the early positive effect, observed already in the first week after the administration of mesenchymal multipotent stromal cells, with their paracrine action, including on the neuroinflammatory penumbra.


Keywords

хвороба Паркінсона; пенумбра; мультипотентні стромальні клітини; огляд

Parkinson’s disease; penumbra; multipotent stromal cells; review


For the full article you need to subscribe to the magazine.


Bibliography

1. Illarioshkin S.N. Konformacionnye bolezni mozga. Moscow: Yanus-K, 2002. (in Russian.)
2. Shadrina M.I., Slominsky P.A., Limborska S.A. Molecular mechanisms of pathogenesis of Parkinson’s disease. International Review of Cell and Molecular Biology. 2010. Vol. 281. P. 229-66.
3. Lonneke M.L. de Lau, Monique M.B. Breteler. Epidemiology of Parkinson’s disease. Lancet Neurol. 2006. Vol. 5(6). P. 525-35. doi: 10.1016/S1474-4422(06)70471-9.
4. McGhee D.J., Royle P.L., Thompson P.A., Wright D.E., Zajicek J.P., Counsell C.E. A systematic review of biomarkers for disease progression in Parkinson’s disease. BMC Neurol. 2013. Vol. 13. P. 35. doi: 10.1186/1471-2377-13-35.
5. Kohutnicka M., Lewandowska E., Kurkowska-Jastrzebska I., Członkowski A., Członkowska A. Microglial and astrocytic involvement in a murine model of Parkinson’s disease induced by 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP). Immunopharmacology. 1998. Vol. 39. P. 167-180. doi: 10.1016/s0162-3109(98)00022-8.
6. Li F.-Q., Wang T., Pei Z., Liu B., Hong J.-S. Inhibition of microglial activation by the herbal flavonoid baicalein attenuates inflammation-mediated degeneration of dopaminergic neurons. J. Neural Transm. 2005. Vol. 112(3). P. 331-347. doi: 10.1007/s00702-004-0213-0.
7. Limphaibool N., Iwanowski P., Holstad M.J.V., Kobylarek D., Kozubski W. Infectious etiologies of parkinsonism: pathomechanisms and clinical implications. Front. Neurol. 2019. Vol. 10. P. 652. doi: 10.3389/fneur.2019.00652.
8. Dutta G., Zhang P., Liu B. The lipopolysaccharide Parkinson’s disease animal model: mechanistic studies and drug disco-very. Fundam. Clin. Pharmacol. 2008. Vol. 22. P. 453-464. doi: 10.1111/j.1472-8206.2008.00616.x.
9. Hui-Fang Zhou, Xian-Yu Liu, Dong-Bin Niu, Feng-Qiao Li, Qi-Hua He, Xiao-Min Wang. Triptolide protects dopaminergic neurons from inflammation-mediated damage induced by lipopolysaccharide intranigral injection. Neurobiol. Dis. 2005. Vol. 18. P. 441-449. doi: 10.1016/j.nbd.2004.12.005.
10. Hunter R.L., Baohua Cheng, Dong-Young Choi et al. Intrastriatal lipopolysaccharide injection induces parkinsonism in C57/B6 mice. J. Neurosci. Res. 2009. Vol. 87. P. 1913-1921. doi: 10.1002/jnr.22012.
11. Qing He, Wenbo Yu, Jianjun Wu et al. Intranasal LPS-mediated Parkinson’s model challenges the pathogenesis of nasal cavity and environmental toxins. PLoS One. 2013. Vol. 8(11). P. e78418. doi: 10.1371/journal.pone.0078418.
12. Boika A.V., Hladkova Z.A., Kuznetcova T.E., Ponomarev V.V. Modeling of parkinsonism syndrome in rats with the introduction of lipopolysaccharide. Zhurnal Grodnenskogo Gosudarstvennogo Medicinskogo Universiteta. 2018. Vol. 6(16). P. 690-696. doi: 10.25298/2221-8785-2018-16-6-690-696. (in Russian.)
13. Aleinikava N.Y., Boika A.V., Nizheharodava D.B., Ponomarev V.V., Vanslau M.I., Ustsiamchuk A.M., Ihnatovich T.V., Kuznetsova T.Y., Hladkova Z.A., Zafranskaya M.M. The obtaining of toxic chronic model of parkinsonism syndrome in rats. Vestnik Vitebskogo Gosudarstvennogo Medicinskogo Universiteta. 2018. Vol. 6(17). P. 92-99. doi: 10.22263/2312-4156.2018.6.92. (in Russian.)
14. Butowt R., Meunier N., Bryche B., von Bartheld C.S. The olfactory nerve is not a likely route to brain infection in COVID-19: a critical review of data from humans and animal models. Acta Neuropathol. 2021. Vol. 141(6). P. 809-822. doi: 10.1007/s00401-021-02314-2.
15. Pipolo C., Bulfamante A.M., Schillaci A., Banchetti J., Castellani L., Saibene A.M., Felisati G., Quadrio M. Through the back door: expiratory accumulation of SARS-Cov-2 in the olfactory mucosa as mechanism for CNS penetration. Int. J. Med. Sci. 2021. Vol. 18(10). P. 2102-2108. doi: 10.7150/ijms.56324.
16. Doty R.L. The olfactory vector hypothesis of neurodegenerative disease: is it viable? Ann. Neurol. 2008. Vol. 63. P. 7-15. doi: 10.1002/ana.21327.
17. European Convention for the Protection of Vertebrate Animals used for Experimental and Other Scientific Purposes. Strasbourg: European Treaty Series, 18 Mar 1986 (I-29468).
18. Chubinidze A.I. Arh. Patol. 1972. Vol. 11. P. 77-78. (in Russian.)
19. Eng H. Lo. A new penumbra: transitioning from injury into repair after stroke. Nature Medicine. 2008. Vol. 14(5). P. 497-500. doi: 10.1038/nm1735.
20. Pisanu A., Lecca D., Mulas G., Wardas J., Simbula G., Spiga S., Carta A.R. Dynamic changes in pro- and anti-inflammatory cytokines in microglia after PPAR-γ agonist neuroprotective treatment in the MPTPp mouse model of progressive Parkinson’s disease. Neurobiol. Dis. 2014. Vol. 71. P. 280-91. doi: 10.1016/j.nbd.2014.08.011.
21. Boika A.V. Disease-modifying therapy of Parkinson’s disease. Medicinskie Novosti. 2019. Vol. 1(292). P. 41-44. (in Russian.)
22. Imran Ullah, Raghavendra Baregundi Subbarao, Gyu Jin Rho. Human mesenchymal stem cells — current trends and future prospective. Biosci. Rep. 2015. Vol. 35(2). P. e00191. doi: 10.1042/BSR20150025.
23. Blauwendraat C., Bandrés-Ciga S., Singleton A.B. Predicting progression in patients with Parkinson’s disease. Lancet Neurol. 2017. Vol. 16(11). P. 860-862. doi: 10.1016/S1474-4422(17)30331-9.

Back to issue