Sporturile de contact pot provoca leziuni cerebrale ascunse, chiar și în absența encefalopatiei traumatice cronice

Traumatismele craniene repetate (TCR), comune în sporturi de contact, serviciu militar și violență domestică, afectează anual milioane de persoane. Deși de multe ori asimptomatice, aceste lovituri pot declanșa encefalopatia traumatică cronică (ETC), o tauopatie progresivă observată chiar la adolescenți. Diagnosticul actual al ETC se face exclusiv post-mortem, dar studiile recente evidențiază modificări celulare precoce care preced acumularea de proteine p-tau. În acest context, caracterizarea transcriptomică la nivel celular este esențială pentru înțelegerea patogenezei timpurii și identificarea biomarkerilor.

Despre studiu

Cercetătorii au realizat secvențiere ARN la nivel nuclear (snRNA-seq) pe țesut cerebral post-mortem de la 28 de indivizi tineri: 8 fără expunere la TCR, 9 expuși dar fără ETC, și 11 cu ETC în stadiul 1 sau 2. 27 dintre aceștia au practicat fotbal american, iar unul, fotbal european. Analiza s-a concentrat pe cortexul prefrontal dorsolateral, zonă vulnerabilă precoce în ETC. După controlul calității, au fost analizate peste 170.000 de nuclee celulare, clasificate în 31 de clustere, acoperind toate tipurile celulare majore.

Microglia: fenotipuri inflamatorii specifice traumatismelor craniene repetate

Microglia a prezentat subpopulații distincte induse de TCR, absente la martori. Trei clustere (TCRM1–3) au fost identificate ca specifice expunerii:

• TCRM1: microglie satelit cu expresie de gene neuronale, implicate în reorganizarea sinapselor.
• TCRM2: fenotip inflamator, cu activare a cascadei complementului (C1QA, C1QB, C1QC).
• TCRM3: microglie hipoxice cu expresie crescută de HIF1A și VEGFA.

Analizele de co-expresie au arătat activare a căilor de citokină, hipoxie, metabolism și complement. Expresia acestor fenotipuri crește proporțional cu anii de practică în sporturi de contact, independent de prezența ETC. Imunohistochimia a confirmat prezența microgliei SPP1+HIF1A+ predominant în șanțurile corticale, nu pe creastă, sugerând o localizare regională specifică traumatismului.

Astrocite: răspuns limitat, dar cu profil inflamator

Patru subtipuri de astrocite au fost identificate, dintre care doar Astro3 a fost asociat cu TCR. Această populație prezenta expresie crescută de CHI3L1, CD44, IL6R, IL1R1 și HIF1A, indicând un profil reactiv, inflamator și pro-angiogenic. Astrocitele par să joace un rol mai discret în stadiile incipiente ale bolii.

Celule endoteliale: răspuns angiogenic precoce

Au fost analizate peste 1.700 de celule endoteliale și clasificate în patru subtipuri capilare (cap1–Cap4). Cap2 și Cap4 au fost semnificativ îmbogățite la indivizii cu TCR și ETC și prezentau expresie crescută a genelor asociate cu:

• angiogeneză (HIF1A, VEGFA, ANGPT2)
• semnalizare imună (STAT3, NFKBID)
• adeziune celulară (ICAM1, PECAM1)
• reglarea complementului (CD59, CD55, CD46)

Un marker vascular de interes a fost ITGAV, a cărui expresie crește odată cu anii de expunere. Acest răspuns endotelial precoce este compatibil cu disfuncția barierei hematoencefalice și remodelarea vasculară documentată în ETC.

Neuronii corticali: pierdere precoce, localizată, fără p-tau

Analiza neuronilor excitatori a arătat o pierdere de aproximativ 56% a neuronilor CUX2+LAMP5+ din straturile 2/3 ale cortexului sulcal, proporțională cu anii de sport de contact. Acești neuroni nu erau afectați în creastă, sugerând o regionalizare specifică leziunii mecanice. Rezultatele au fost confirmate prin hibridizare in situ și colorație Nissl pe 86 de creiere.

De remarcat, această pierdere neuronală nu a fost asociată cu nivelul p-tau, indicând că neurodegenerarea începe anterior acumulării proteice patologice. De asemenea, pierderea neuronală s-a corelat cu scăderea microgliei homeostatice (P2RY12hi), sugerând o posibilă relație cauzală sau compensatorie.

Semnalizare între microglie și endoteliu: rolul TGFB1

Analiza de interacțiune ligand–receptor a identificat semnalizarea TGFB1–TGFBR2/ITGAV ca potențial mecanism de activare endotelială. În encefalopatia traumatică cronică, vasele ITGAV+TGFBR2+ erau mai frecvente și localizate aproape de microglia TGFB1+, iar densitatea acestora era invers corelată cu densitatea neuronală. Această cale ar putea media cros-talk-ul patologic precoce între inflamație și disfuncția vasculară.

Concluzii

Studiul oferă dovezi robuste că expunerea repetată la traumatisme craniene poate induce modificări celulare majore înainte de apariția encefalopatiei traumatice cronice. Pierderile neuronale precoce, activarea microglială inflamatorie și modificările endoteliale localizate sunt observabile la tineri fără semne clasice de neuropatologie. Aceste rezultate impun o reorientare a atenției spre detectarea precoce a modificărilor celulare și dezvoltarea de biomarkeri și intervenții înaintea apariției neurodegenerării clinice.