Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • mmif-2019
  • biokhaking
  • techweek

Репрограммирование глиальных клеток для лечения болезней ЦНС

Исследователи университета Пенсильвании, работающие под руководством профессора Гуна Чэня (Gong Chen), разработали новую технологию восстановления функциональных нейронов мозга с помощью глиальных клеток – вспомогательных клеток центральной нервной системы. Авторы считают, что их разработка может быть взята за основу новых терапевтических подходов к лечению травматических повреждений головного и спинного мозга, инсультов, болезней Альцгеймера и Паркинсона и других заболеваний центральной нервной системы.

При повреждении мозга в результате травмы или болезни часто происходит гибель или дегенерация нейронов, что сопровождается увеличением количества и ветвистости глиальных клеток. Изначально такие «реактивные глиальные клетки» формируют систему защиты, предотвращающую проникновение в здоровую нервную ткань бактерий и токсинов, однако в конечном итоге это приводит к формированию глиальных рубцов, мешающих росту новых нейронов.

Несколько лет назад авторы, вдохновленные получившей Нобелевскую премию технологией превращения зрелых клеток кожи в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, начали работу над методом превращения глиальных рубцов в нормально функционирующую нервную ткань.

Сначала они изучили реакцию реактивных глиальных клеток на специфичный белок NeuroD1, известный благодаря важной роли в формировании новых нервных клеток в гиппокампе взрослого мозга. Они предположили, что экспрессия NeuroD1 реактивными клетками глии в зоне повреждения может обеспечить формирование новых нейронов. Для проверки этой гипотезы исследователи ввели в глиальные клетки модифицированный ретровирус, содержащий ген белка NeuroD1. Этот вирус не способен убивать клетки, более того, он инфицирует только делящиеся клетки, что делает его тропным исключительно к реактивным глиальным клеткам. Это исключает возможность инфицирования нейронов и минимизирует возможное отрицательное влияние на работу мозга.

В рамках первого эксперимента авторы изучили возможность превращения реактивных глиальных клеток в функциональные нейроны после введения несущего ген NeuroD1 ретровируса в кору головного мозга взрослых мышей. Проведенный через неделю после введения вирусного вектора анализ ткани мозга животных показал, что два типа клеток глии – звездчатые астроглиальные клетки и NG2 клетки – успешно трансформировались в нейроны. При этом оказалось, что астроглиальные клетки давали начало возбуждающим, а NG2 клетки – как возбуждающим, так и тормозящим нейронам. По словам Чэня, это позволяет добиваться баланса между возбуждением и торможением в мозге после репрограммирования клеток. Проведенные учеными электрофизиологические тесты продемонстрировали способность новых нейронов воспринимать нейротрансмиттерные сигналы от других нервных клеток, что указывает на их успешную интеграцию в локальную нейронную сеть.

Во втором эксперименте на трансгенной мышиной модели болезни Альцгеймера исследователи продемонстрировали, что реактивные глиальные клетки в пораженном болезнью мозге мышей можно трансформировать в функциональные нейроны. Более того, они показали, что даже у 14-месячных (что примерно эквивалентно 60-летнему возрасту человека) животных с моделированной болезнью Альцгеймера введение вируса-носителя гена NeuroD1 в кору мозга обеспечивает появление большого количества новых нейронов, сформировавшихся в результате репрограммирования реактивных глиальных клеток (на снимке ядра этих нейронов светятся красным).

Последующие эксперименты на культуре человеческих глиальных клеток также продемонстрировали впечатляющие результаты. Спустя три недели после введения в клетки гена NeuroD1 ученые начали наблюдать за их трансформацией. Под микроскопом было видно, как плоские глиальные клетки полностью изменяли свою форму, превращаясь в нормально выглядящие нейроны с аксонами и дендритами. Тестирование функций этих вновь сформировавшихся нейронов подтвердило их способность высвобождать нейротрансмиттеры и реагировать на них.

По словам Чэнь, он и его коллеги мечтают трансформировать разработанную технологию репрограммирования клеток в метод лечения последствий травм и заболеваний центральной нервной системы.

Статья Ziyuan Guo et al. In Vivo Direct Reprogramming of Reactive Glial Cells into Functional Neurons after Brain Injury and in an Alzheimer’s Disease Model опубликована в журнале Cell Stem Cell.

Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Pennsylvania State University:
Breakthrough could one day help sufferers of brain injury, Alzheimer's disease.

20.12.2013

назад

Читать также:

Клетки хориоидного сплетения помогут в борьбе с болезнью Альцгеймера?

Выращенные из эмбриональных стволовых клеток эпителиальные клетки хориоидного сплетения могут помочь в лечении болезнь Альцгеймера и других нейродегенеративных заболеваний.

читать

Стволовые клетки в лечении нейродегенеративных заболеваний (3)

Существующие препараты для лечения болезни Альцгеймера позволяют только купировать симптомы заболевания. Применение стволовых клеток – одно из перспективных направлений разработки патогенетических и этиотропных методов лечения этой наиболее распространенной формы старческого слабоумия.

читать

Как защитить нейроны от болезни Альцгеймера

Нормализовать развитие новых нейронов, даже в присутствии белков, вызывающих болезнь Альцгеймера, могут препараты, влияющие на чувствительность синапсов к гамма-аминомасляной и глутаминовой кислотам.

читать

Болезнь Альцгеймера осложняется из-за плохой работы перицитов

Плохо работающий гематоэнцефалический барьер, ведущую роль в котором играют перициты – особые клетки, окружающие капилляры мозга, задерживает в нервной ткани патогенные белки, что позволяет недугу развернуться в полную силу.

читать

Генотерапия поможет при болезни Альцгеймера?

Фермент нейраминидаза-1 способен останавливать, а возможно, и обращать вспять процесс накопления бляшек из белка бета-амилоида при болезни Альцгеймера.

читать

Берегись Альцгеймера смолоду

Структурные изменения в мозге, вызванные генами, предрасполагающими к болезни Альцгеймера, можно обнаружить уже у восьмилетних детей.

читать