Quá trình hình thành sẹo thần kinh đệm (gliosis) là một cơ chế phản ứng của tế bào sau khi hệ thần kinh trung ương (CNS) bị tổn thương. Quá trình này tương tự như quá trình hình thành sẹo ở các cơ quan và mô khác và là cơ chế mà cơ thể sử dụng để bảo vệ và bắt đầu quá trình chữa lành sau chấn thương. Tuy nhiên, sự hình thành sẹo thần kinh đệm đã được chứng minh là có cả tác dụng có lợi và có hại trong bối cảnh các bệnh thoái hóa thần kinh.
Trong quá trình này, nhiều yếu tố ức chế phát triển thần kinh được tiết ra bởi các tế bào bên trong sẹo thần kinh đệm, việc sản xuất ra yếu tố này ngăn cản sự phục hồi hoàn toàn về mặt thể chất và chức năng của hệ thần kinh trung ương sau chấn thương hoặc bệnh tật.
Cụ thể, sẹo thần kinh đệm bao gồm một số thành phần, trong đó tế bào hình sao phản ứng là thành phần tế bào chính. Các tế bào hình sao này trải qua những thay đổi về hình thái sau khi bị thương, tăng cường các quá trình của chúng và tổng hợp protein axit sợi thần kinh đệm (GFAP). GFAP là một protein sợi trung gian quan trọng giúp tế bào hình sao tổng hợp nhiều cấu trúc khung tế bào hơn và mở rộng chân giả của chúng.
Cuối cùng, tế bào hình sao hình thành nên một mạng lưới dày đặc lấp đầy các khoảng trống do các tế bào thần kinh chết hoặc đang chết tạo ra, một quá trình gọi là tế bào thần kinh đệm.
Trong môi trường sau chấn thương, tế bào vi giao, một loại tế bào quan trọng khác, nhanh chóng kích hoạt và tiết ra nhiều loại cytokine, lipid hoạt tính sinh học, yếu tố đông máu và yếu tố tăng trưởng thần kinh. Các phân tử này có ảnh hưởng quan trọng đến sự biểu hiện của tế bào vi giao liên quan đến vị trí vết thương và thông thường tế bào vi giao gần vết thương nhất sẽ tiết ra các phân tử hoạt động mạnh nhất.
Chức năng cuối cùng của sẹo thần kinh đệm là tái lập tính toàn vẹn về mặt vật lý và hóa học của hệ thần kinh trung ương. Nó tạo thành một hàng rào ngăn cách ranh giới giữa các dây thần kinh và mô không phải mô thần kinh, giúp ngăn ngừa nhiễm trùng do vi khuẩn và tổn thương tế bào thêm.
Tuy nhiên, sự xuất hiện của sẹo thần kinh đệm cũng ngăn cản quá trình tái tạo tế bào thần kinh và các sợi trục bị tổn thương thường gặp phải cả chướng ngại vật lý và hóa học khi cố gắng vượt qua vết thương.
Sự hình thành sẹo thần kinh đệm là một quá trình phức tạp liên quan đến nhiều chất trung gian phân tử. Các phân tử như yếu tố tăng trưởng chuyển dạng β (TGF-β), interleukin (IL) và cytokine đóng vai trò quan trọng trong quá trình này. Đặc biệt, TGF-β-1 và TGF-β-2 có thể kích thích trực tiếp sự tăng sinh của tế bào hình sao và các tế bào khác.
Việc giảm TGFβ-1 và TGFβ-2 đã cho thấy tiềm năng làm giảm sự hình thành sẹo thần kinh đệm, điều này rất quan trọng để cải thiện quá trình phục hồi sau chấn thương hệ thần kinh trung ương.
Cộng đồng y tế đã phát triển nhiều công nghệ khác nhau để ức chế sự hình thành sẹo thần kinh đệm, chẳng hạn như sử dụng Olomoucine, một chất ức chế kinase phụ thuộc vào chu kỳ tế bào có thể làm giảm sự phát triển của tế bào hình sao.
Việc sử dụng kết hợp các kỹ thuật này, đặc biệt là kết hợp với các kỹ thuật tái tạo thần kinh, cho thấy tiềm năng thúc đẩy phục hồi chức năng.
Việc làm giảm sẹo thần kinh đệm thông qua việc sử dụng các loại thuốc như Chondroitinase ABC được kỳ vọng sẽ thúc đẩy quá trình phục hồi sau chấn thương tủy sống, đặc biệt là khi kết hợp với các công nghệ khác.
Nhìn chung, sự hình thành sẹo thần kinh đệm giống như con dao hai lưỡi, có thể bảo vệ hoặc cản trở sự phục hồi của hệ thần kinh trung ương. Nghiên cứu trong tương lai sẽ giúp chúng ta hiểu và điều chỉnh quá trình này như thế nào để thúc đẩy quá trình tái tạo thần kinh thực sự?