Одним из самых разрушительных аспектов инсульта и черепно-мозговой травмы является то, что нейроны, которые мы теряем, никогда не заменяются. Это означает, что в зависимости от места повреждения пациенты могут страдать длительными нарушениями важнейших двигательных или когнитивных функций, таких как речь и память.
Но у мозга есть способность производить новые нейроны . Он содержит резервы особых клеток, называемых нейральными стволовыми клетками , которые частично активируются в ответ на повреждение тканей. К сожалению, в то время как многие клетки начинают процесс регенерации, полная активация происходит только у небольшой части стволовых клеток. В результате образуется мало новообразованных нейронов, и еще меньшему количеству удается выжить и повторно заселить поврежденный участок. Вместо этого он заполняется обычным типом клеток мозга, называемым глией, которая функционирует как «клей» нервной системы.
Как мы можем ускорить регенерацию нейронов? Исследование, опубликованное в журнале Developmental Cell , может предложить путь вперед. Ученые из Фонда Шампалимо в Португалии открыли новый механизм, с помощью которого нейроны и глия сотрудничают, чтобы управлять этим процессом. «Мы выяснили, как нейральные стволовые клетки чувствуют повреждение и рекрутируются для восстановления тканей. Эти результаты могут стать первым шагом к разработке лекарств, способствующих образованию новых нейронов после повреждения головного мозга », — сказала старший автор исследования Криста Райнер.
Мобильное сотрудничество
Чтобы понять, как работает нейронная регенерация, команда Райнера обратилась к животным моделям мух и мышей. «Как и у нас, их мозг также содержит нервные стволовые клетки», — объяснила она. «Кроме того, многие сигнальные молекулы и формы межклеточной коммуникации являются общими для людей, мух и мышей. Следовательно, информация, которую мы получаем на этих животных моделях, вероятно, будет иметь отношение к пониманию физиологии человека».
Анабель Симоес, докторант лаборатории, начала с вопроса о том, какие молекулы присутствуют исключительно в поврежденной области мозга. Среди десятков один особенно привлек ее внимание. «Это был Swim — транспортный белок, который буквально «плавает» по ткани, помогая молекулам, которые обычно действуют локально.
По словам Симоэнса, следующим логическим шагом было определить, какую молекулу нес Свим. Дополнительная серия экспериментов дала ответ — Wg/Wnt, известный активатор нервных стволовых клеток у мух и млекопитающих.
«Мы обнаружили Wg в нейронах в поврежденной области, что примечательно», — сказал Симойнс. «Это означало, что сами нейроны ощущают бедствие ткани и реагируют на него, пытаясь послать сигнал пробуждения спящим нервным стволовым клеткам».
Теперь в головоломке оставался только один кусочек — кто продюсировал Swim? Команда обнаружила, что когда уровень кислорода падает в поврежденной области мозга, в действие вступает определенный тип глиальных клеток. Эти клетки продуцируют Swim и секретируют его во внеклеточное пространство. Затем транспортер инкапсулирует Wg и переносит его к ближайшей стволовой клетке, фактически включая ее.
«Одним из наиболее поразительных аспектов этого механизма является то, что он является совместным, — сказал Симойнс, — нейроны и глия в пораженной области мозга работают вместе, способствуя восстановлению тканей».
Повышение регенерации нейронов
Результаты команды выявили новый совместный механизм, с помощью которого нейроны и глия «объединяют усилия» для запуска регенерации нейронов. Как эти результаты могут помочь сделать этот процесс более надежным?
«Теперь, когда мы знаем, кто является ключевыми игроками и как они общаются друг с другом, у нас есть шанс ускорить регенерацию нейронов . Во-первых, нам нужно убедиться, что аналогичный механизм существует и у людей. Затем мы можем начать думать о переводе этих результатов в методы лечения», — сказал Райнер. «Эти результаты также вызывают множество дополнительных вопросов, которые мы с нетерпением ждем в будущем. Например, как мы можем помочь новым нейронам выжить в ткани по мере ее заживления? Это увлекательное путешествие, и мы рады видеть, что мы найдет дальше», — заключила она.
