Ученые Швейцарской высшей технической школы Цюриха показали, что все клетки головного мозга аксолотля - водной саламандры - способны регенерировать. Ученые проследили весь процесс регенерации. Кроме того, исследователи показали, что в головном мозге аксолотля есть близкие аналоги клеток гиппокампа человека. Ученые надеются, что их исследование даст толчок развитию регенеративной медицины человека, в том числе восстановлению нейронов гиппокампа и коры.
Аксолотль (Ambystoma mexicanum) — водная саламандра. Она способна восстанавливать спинной мозг, сердце и конечности. Эти земноводные также легко создают новые нейроны на протяжении всей своей жизни. В 1964 году исследователи заметили, что взрослые аксолотли могут регенерировать головной мозг, даже если большую часть полностью удалить.
Но до сих пор было непонятно все ли типы клеток головного мозга могут восстанавливать аксолотли. Ученые из лаборатории из Швейцарской высшей технической школы Цюриха и Института молекулярной патологии в Вене проследили все стадии восстановления мозга у аксолотлей.
Оказалось, что эти удивительные существа не только восстанавливают все клетки мозга, но и восстанавливают связи между нейронами. Фактически даже небольшого фрагмента мозга достаточно, чтобы аксолотль восстановил полностью нервную деятельность.
Аксолотль и человек
Ученые сравнили аксолотлей с другими видами и обнаружили, что клетки их конечного мозга очень похожи на нейроны гиппокампа млекопитающих, - эта область мозга играет важнейшую роль в формировании памяти и страдает при болезни Альцгеймера. В мозге аксолотля есть и клетки очень похожие на клетки обонятельной коры млекопитающих, - эта область мозга отвечает за восприятие запаха. Ученые нашли сходство в одном типе клеток аксолотля с клетками коры (неокортекса) головного мозга человека. Все эти области мозга были эволюционно "законсервированы" и мало изменились в ходе эволюции. Неокортекс млекопитающих может иметь своего рода "предков" в конечном мозге амфибий.
Исследование показало, как регенерируется мозг аксолотля, какие гены задействованы, и как клетки в конечном итоге становятся нейронами. Но пока неясно, как запускается процесс регенерации у аксолотлей и можно ли его запустить, например, у мыши или человека.
Но понимание регенерации мозга аксолотля наметило путь для инновационных исследований в области регенеративной медицины. Мозг мышей и людей в значительной степени утратил способность восстанавливать или регенерировать себя. Лечение при тяжелой травме головного мозга в настоящее время сосредоточены на лекарственной терапии и терапии стволовыми клетками для ускорения восстановления. Изучение генов и молекулярных механизмов, которые позволяют аксолотлям достигать почти идеальной регенерации, может стать ключом к улучшению лечения тяжелых травм и раскрытию потенциала регенерации у людей.