Innate Tolerance in the CNS: Translational Neuroprotection by Pre- and Post-Conditioning

پیش‌تهیه‌سازی مغزی پدیده‌ای است که در آن یک توهین یا استرس خفیف باعث سازگاری یا تحمل سلولی و بافتی نسبت به آسیب‌های شدید بعدی می‌شود، بنابراین منعکس‌کننده اثربخشی مکانیسم‌های درون‌زای حفاظت از عروق مغز است. در ابتدا برای محافظت سریع از قلب شناسایی شد، پیش شرطی سازی به تمام جنبه های محافظت از CNS در برابر ایسکمی، تروما و بالقوه تخریب عصبی گسترش یافته است. بسیاری از محرک‌ها یا عوامل استرس‌زا به‌عنوان عوامل پیش‌شرطی‌کننده شناسایی شده‌اند، که نشان‌دهنده همگرایی پایین‌دستی مکانیسم‌ها و تأکید بر پتانسیل کاربرد ترجمه‌ای پیش‌شرطی‌سازی در کلینیک است. علاوه بر این، مکانیسم‌های اساسی مسئول تحمل ناشی از پیش‌شرطی‌سازی در طراحی رویکردهای دارویی جدید برای محافظت عصبی کمک خواهد کرد. در حالی که سکته مغزی و بسیاری دیگر از آسیب‌های مغزی قابل پیش‌بینی نیستند، در برخی از جمعیت‌ها (مانند سندرم متابولیک، بیمارانی که تحت آندارترکتومی کاروتید، قطع آنوریسم یا TIA‌های اخیر قرار گرفته‌اند) خطر سکته قابل شناسایی و قابل توجه است و پیش‌شرطی کردن ممکن است یک استراتژی مفید برای محافظت عصبی برای آسیب‌های غیرقابل پیش‌بینی، آماده‌سازی بعد از مغز - یا ایجاد مکانیسم‌های حفاظتی درون‌زا پس از آسیب اولیه - می‌تواند وسعت آسیب را لغو کند. در نهایت، روش‌های پیش و پس از آماده‌سازی از راه دور در حیوانات توسعه یافته‌اند، و اکنون در آزمایش‌های بالینی در حال آزمایش هستند، که در آن یک استرس کوتاه و بدون آسیب به بافت غیرمغزی (یعنی عضله اسکلتی) می‌تواند از CNS محافظت کند و در نتیجه اجازه دهد. پزشکان فرصتی برای دور زدن نگرانی های مربوط به پیش شرطی سازی مستقیم بافت های عصبی دارند.

Cerebral preconditioning is a phenomenon wherein a mild insult or stress induces cellular and tissue adaptation or tolerance to a later, severe injury, therefore reflecting the efficacy of endogenous mechanisms of cerebrovascular protection. Initially identified for rapid cardiac protection, preconditioning has expanded to all aspects of CNS protection from ischemia, trauma and potentially neurodegeneration. Many different stimuli or stressors have been identified as preconditioning agents, suggesting a downstream convergence of mechanisms and underscoring the potential for translational application of preconditioning in the clinic. Moreover, the fundamental mechanisms responsible for preconditioning-induced tolerance will help in the design novel pharmacological approaches for neuroprotection. While stroke and many other brain injuries are not predictable, in some populations (e.g., metabolic syndrome, patients undergoing carotid endarterectomy, aneurysm clipping, or with recent TIAs) the risk for stroke is identifiable and significant, and preconditioning may represent a useful strategy for neuroprotection. For unpredictable injuries, post-conditioning the brain – or inducing endogenous protective mechanisms after the initial injury – can also abrogate the extent of injury. Finally, remote pre- and post-conditioning methods have been developed in animals, and are now being tested in clinical trials, wherein a brief, noninjurious stress to a noncerebral tissue (i.e., skeletal muscle) can provide protection to the CNS and thereby allows clinicians the opportunity to circumvent concerns regarding the direct preconditioning of neurological tissues.