Нейроны из стволовых клеток для лечения болезни Альцгеймера

Из стволовых клеток получены нейроны, погибающие при болезни Альцгеймера
LifeSciencesToday по материалам Northwestern University:
From Stem Cells to Neurons Lost in Alzheimer's

Ученые Северо-западного университета (США) впервые трансформировали человеческие стволовые эмбриональные клетки в важный тип нейронов, ранняя гибель которых при болезни Альцгеймера является основной причиной потери памяти. Эти жизненно важные нейроны, называемые базальными холинэргическими нейронами переднего мозга, помогают гиппокампу извлекать из мозга воспоминания. Популяция таких нейронов в мозге относительно невелика, и их потеря оказывает быстрое и разрушительное воздействие на способность к запоминанию.

Новая возможность перепрограммирования стволовых клеток и выращивания неограниченного количества человеческих нейронов даст ученым возможность быстро проводить тестирование препаратов для лечения этого нейродегенеративного заболевания, позволит изучить, почему погибают нейроны, и будет способствовать разработке методов трансплантации новых нейронов пациентам с болезнью Альцгеймера.

«Теперь, когда мы знаем, как получить эти клетки, мы можем изучить их в тканевой культуре и выяснить, что можно сделать, чтобы предотвратить их гибель», – говорит старший автор исследования доктор медицины Джек Кесслер (Jack Kessler), профессор кафедр неврологии и биологии стволовых клеток Школы медицины Фейнберга (Feinberg School of Medicine) Северо-западного университета.

Ведущим автором статьи является Кристофер Биссоннетт (Christopher Bissonnette), бывший докторант-невролог, который шесть лет проработал в лаборатории профессора Кесслера, пытаясь «взломать» генетический код стволовых клеток и получить нейроны.

«Этот метод получения нейронов позволяет вырастить в лаборатории почти бесконечное количество таких клеток, что даст другим ученым возможность изучить, почему при болезни Альцгеймера избирательно погибает именно эта клеточная популяция», – комментирует свое исследование Биссоннетт.

Возможность получения таких клеток означает, что исследователи смогут быстро протестировать тысячи различных препаратов, чтобы установить, какие из них могут сохранить клетки, когда те находятся в проблемной среде. Такой быстрый метод тестирования называется высокопроизводительным скринингом.

Кесслер и Биссоннетт продемонстрировали, что вновь полученные нейроны функционируют так же, как их прототипы. Они трансплантировали их в гиппокамп мышей и показали, что нейроны функционируют нормально. Клетки образовывали аксоны, или связующие волокна, проецирующиеся в структуры гиппокампа, и производили ацетилхолин, химическое вещество, необходимое гиппокампу для извлечения воспоминаний из других частей мозга.

В новом, еще не опубликованном исследовании, ученые разработали еще один метод получения нейронов. Они трансформировали клетки человеческой кожи в эмбриональные стволовые клетки (так называемые индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, iPS-клетки), а затем перепрограммировали их в нейроны.

Эти стволовые клетки и нейроны были получены из клеток кожи трех групп людей: пациентов с болезнью Альцгеймера, здоровых людей без семейного анамнеза Альцгеймера и здоровых людей с повышенной вероятностью развития этого нейродегенеративного заболевания из-за семейного анамнеза болезни Альцгеймера, вызываемой генетическими мутациями или неизвестными причинами.

«Это дает нам новый метод изучения больных клеток, полученных непосредственно от пациентов с болезнью Альцгеймера», – говорит профессор Кесслер. «Вот почему это особенно интересно».

Упорство Биссоннетта перед лицом зачастую разочаровывающих результатов питалось его детскими воспоминаниями об умирающем от болезни Альцгеймера деде.

«Я видел, как болезнь медленно и безжалостно разрушает его память и личность, и был бессилен помочь ему», – вспоминает Биссоннетт. «Это заставило меня стать ученым. Я хотел открыть новые методы лечения, чтобы обратить вспять повреждения, причиненные болезнью Альцгеймера. Моей целью было заставить человеческие стволовые клетки стать новыми здоровыми клетками, пригодными для замены, чтобы в один прекрасный день их можно было пересадить в мозг больного и помочь его памяти восстановиться».

Чтобы трансформировать стволовую клетку в холинэргический нейрон, Биссоннетту пришлось вырастить и протестировать миллионы клеток, ища пути, как включить определенную последовательность генов.

«Стволовая клетка обладает потенциалом стать практически любой клеткой организма, от клетки сердца до слоя кожи», – объясняет он. «Ее развитие обусловлено каскадом событий, которые медленно подталкивают ее к конечному клеточному типу».

Но для получения нейронов этого было недостаточно. Биссоннетт еще должен был научиться стабилизировать их, чтобы они жили, по крайней мере, 20 дней, и тем самым доказать, что это были нормальные клетки.

«Так как это было совершенно новое исследование, никто не знал, в каком типе тканевой культуры хотели бы жить зрелые человеческие нейроны», – говорит он. «Как только мы поняли это, они стали жить неопределенно долго».

Исследование финансировалось Национальными институтами здравоохранения (National Institutes of Health) США. Статья об исследовании (The Controlled Generation of Functional Basal Forebrain Cholinergic Neurons from Human Embryonic Stem Cells) опубликована в журнале Stem Cells.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
11.03.2011