Усиливать восстановление тканей мозга научились исследователи Института мозга О’Доннелла в Университете Техаса. Они нашли такой генетический «переключатель», который позволит мозгу оправляться после травм, сотрясений, инсультов и ряда других проблем гораздо более быстро и интенсивно, а результаты своих экспериментов опубликовали в журнале Cell Reports. Причём, основная роль здесь отводится глиальным клеткам – астроцитам.
Активированные астроциты окружают место поражения в повреждённом спинном мозге. Credit: Meifan Amy Chen, Ph.D.
Научная группа, занимавшаяся этой работой, начинала с травм позвоночника и искала такое оптимальное средство, которое бы при подобных повреждениях помогало тканям максимально сохранять свои функции. Так как при спинномозговых повреждениях формируется рубец, сквозь который аксоны при обычных условиях прорастать не в состоянии, поэтому иннервация практически не восстанавливается, что представляет собой большую проблему. В итоге авторы придумали такой метод генетической терапии, действие которого взяло под прицел астроциты – глиальные клетки звездчатой формы, которые присутствуют в центральной нервной системе и, «окутывая» синапсы, регулируют их работу.
«Мы знаем, что астроциты могут помогать спинному и головному мозгу реабилитироваться после полученных повреждений, но раньше мы не могли найти триггер, который бы активировал эти клетки. Теперь же мы не просто знаем о нём, но и можем использовать эти знания для того, чтобы «включать» процессы выздоровления», — отмечает доктор Марк Голдберг (Mark Goldberg) – глава департамента неврологии Института мозга О’Доннелла.
Исследователи обнаружили астроцитарный ген LZK. Когда он включается, то вызывает нормальную реакцию восстановления – астроглиоз – во время которой клетки размножаются вокруг поврежденных нейронов и образуют шрам. Когда этот ген у раненых экспериментальных мышей удаляли, это влекло за собой более слабый ответ на травму – рана практически не заживала.
Генетически модифицированные астроциты (красные) «выравнивают» границу поражения в повреждённом спинном мозге. Credit: Meifan Amy Chen, Ph.D.
Если же этот экспрессию LZK многократно усиливали, то ответом на повреждение клеток становился рубец гораздо меньший, чем в обычных условиях. Учёные предполагают, что это сильно поможет процессам заживления при оптимальном сохранении функций нервной ткани.
Конечно, исследователи сделали пока лишь первый шаг к тому, чтобы создать универсальное генетическое средство функциональной регенерации. Дальше они собираются проанализировать то, как компактная рубцовая ткань, получающаяся после гиперэкспрессии LZK, улучшает способность нейронов восстанавливать связи друг с другом.
Текст: Анна Хоружая
Leucine Zipper-Bearing Kinase Is a Critical Regulator of Astrocyte Reactivity in the Adult Mammalian CNS by Meifan Chen, Cédric G. Geoffroy, Jessica M. Meves, Aarti Narang, Yunbo Li, Mallorie T. Nguyen, Vung S. Khai, Xiangmei Kong, Christopher L. Steinke, Krislyn I. Carolino, Lucie Elzière, Mark P. Goldberg, Yishi Jin, Binhai Zheng in Cell Reports. Published March, 2018
DOI: https://doi.org/10.1016/j.celrep.2018.02.102