Восстановление нейронов: простая лекарственная формула восстанавливает клетки мозга
Восстановление нейронов вышло на новый уровень. Исследователи США сделали шаг вперед в поисках таблетки, которая может восстановить функции мозга, потерянные при инсультах, травмах головного мозга и таких состояниях, как болезнь Альцгеймера.
Ученые из Университета штата Пенсильвания превратили глиальные клетки в функционирующие нейроны, используя комбинацию всего из четырех молекул.
Глиальные клетки, между прочим, могут поддерживать и защищать нейроны, являющиеся клетками, которые выполняют умственные функции мозга.
В новой исследовательской работе, представленной в журнале Stem Cell Reports, исследователи описывают, как их преобразованные нейроны выживали в лабораторных культурах более 7 месяцев.
Новые нейроны также показали способность работать как нормальные клетки мозга. Они формировали сети и общались друг с другом, используя электрические и химические сигналы.
Восстановление нейронов через глиальные клетки
Старший автор исследования Гун Чен, профессор биологии в штате Пенсильвания, объясняет, что самостоятельное восстановление нейронов невозможно, когда ткани мозга повреждаются.
«А глиальные клетки, — добавляет он, — напротив, собираются вокруг поврежденной мозговой ткани и размножаются после повреждения головного мозга».
В своем исследовании он и его команда объясняют, как глиальные клетки образуют рубцы, которые защищают нейроны от дальнейшего повреждения.
Однако из-за их постоянного присутствия глиальные рубцы также блокируют рост новых нейронов и передачу сигналов между ними.
Предыдущие попытки восстановить регенерацию нейронов путем удаления глиальных рубцов имели «ограниченный успех», отмечают авторы исследования.
Профессор Чен считает, что «лучший способ восстановить утраченные нейрональные функции» — это создать новые нейроны из глиальных клеток рядом с мертвыми нейронами.
Перепрограммирование астроцитов в нейроны
В предыдущей работе профессор Чен и его команда показали, что возможно «химически перепрограммировать» тип глиальной клетки, называемой астроцитами, в нейроны, используя девять небольших молекул в определенной последовательности. Однако, перевести этот метод из лабораторных испытаний в клинические было слишком сложно.
Итак, целью нового исследования было найти меньшую комбинацию молекул, которые могут перепрограммировать астроциты в функционирующие нейроны более простым способом.
Исследователи проверили сотни комбинаций, пока не нашли эффективную формулу, включающую «четыре основных препарата».
«Используя четыре молекулы, которые модулируют четыре критических сигнальных пути в астроцитах человека, мы можем эффективно превращать астроциты человека — до 70 процентов — в функциональные нейроны.» — объясняет первый автор исследования Джиу-Чао Инь, аспирант по биологии в штате Пенсильвания.
Простая альтернатива генной терапии
Профессор Чен и его коллеги работали над регенерацией нейронов в течение некоторого времени. Прежде чем перейти к химическому перепрограммированию, они экспериментировали с генной терапией.
Однако они пришли к выводу, что подход к генной терапии, который может стоить около 500 000 долларов на человека, будет слишком дорогим. Кроме того, проведение генной терапии требует сложных, передовых методов и опыта.
Профессор Чен объясняет, что главное преимущество подхода химического программирования заключается в том, что «таблетки, содержащие небольшие молекулы, могут широко распространяться в мире, даже в сельские районы без продвинутых больничных систем».
Кроме того, он и его команда обнаружили, что инъекция четырех препаратов взрослым мышам увеличивала образование новых клеток мозга в гиппокампе, который является областью мозга, играющей ключевую роль в памяти.
Ещё много работы впереди
Авторы исследования указывают на то, что эти результаты являются лишь одним шагом вперед к регенерации нейронов в таблетках. Еще предстоит проделать большую работу по разработке правильной формулы, особенно в отношении «упаковки и доставки» малых молекул.
Помимо подтверждения их эффективности, исследователи также должны изучить побочные эффекты и безопасность этих препаратов.
Они уверены, однако, что их новая формула однажды реализует свой потенциал, как очень простой метод лечения для людей, которые потеряли функцию нейронов из-за травмы головного мозга, инсульта и нейродегенеративных состояний, таких как болезнь Альцгеймера.
