Восстонавление мозговых тканей

Главные мозговые клетки «на расплод», похоже, могут не только делиться. Они выделяют некоторые вещества, увеличивающие количество и мощь важных иммунных клеток мозга, которые, как считают ученые, играют жизненно важную роль в здоровье центральной нервной системы. Новые результаты распространяют наше понимание того, как местные стволовые клетки и их трансплантация могут улучшить работу мозга.

Многие исследователи считают, что эти клетки могут восстанавливать поврежденную мозговую ткань, интегрируясь в цепи, ослаблены нейродегеративним заболеванием или выведены из строя травмой. Однако новые результаты от ученых из Медицинской школы Стэнфордского Университета также указывают, что здесь может быть и другой, еще недооцениваемый процесс. Эти результаты были опубликованы онлайн 21 октября 2012 в издании Nature Neuroscience.

«При пересадке нервных стволовых клеток в мозг подопытных животных были замечены признаки быстрого восстановления после сотрясения и также возможных нейродегенеративных заболеваний», — говорит Тони Висс-Корей, PhD, профессор неврологии и неврологических наук в медицинской школе и главный исследователь в Управлении по делам ветеранов системы медицинского обслуживания Пало Альто. «Почему такая технология работает — еще не выяснено до конца, поскольку сами нервные стволовые клетки еще не до конца изучены».

Нервные стволовые клетки могут в течение десятилетий оставаться практически неизменными в двух местах в головном мозге млекопитающих, размножаясь в достаточном количестве, чтобы удовлетворить ежедневные потребности этих двух областей. В большинстве частей головного мозга их вообще найдено не было.

Хотя сохранить мозговую функцию здоровой крайне важно, истинные нервные стволовые клетки встречаются довольно редко. Гораздо более распространены их прямые потомки, которые называют «нервными предшественниками» («neural progenitor cells») или NPC. Эти прочные клетки быстро делятся и всегда наготове, чтобы попутешествовать по указанному пути и создать новые клетки головного мозга различных типов, включая нейронами.

Известно, что при лечении людей облучением или лекарственными средствами, которые предупреждают репликацию NPC, образуется нарушения памяти («chemo brain») и, у детей, снижение уровня IQ в 20 пунктах. С другой стороны, были начаты исследования, призванные проследить, может улучшить мозговую функцию пациента внесение нервных стволовых клеток в пораженный болезнью Альцгеймера мозг.

Один тип мозговых клеток — микроглия — происходит не от нервных стволовых клеток, а от иммунной линии и имеет некоторые преимущества иммунных клеток. «Микроглии — это чисто мозговые иммунные клетки», — говорит Висс-Корей. В отличие от других зрелых клеток головного мозга, микроглии могут размножаться и во взрослой жизни, особенно в ответ на поражение. Более того, они могут мигрировать в места поражения, производить различные «химические сигнальные» субстанции и поглощать частицы мусора, микробных захватчиков или даже целые мертвые или умирающие нейроны.

Обычно микроглии распространены по всему мозгу — в основном как почти незаметные клетки с длинными, тонкими отростками, смирно, однако эффективно следят за большими площадями; вместе они контролируют весь мозг. Однако на «их территории» возникают признаки нарушения, такие, как повреждение или инфицирования, микроглии берутся за дело. Они начинают размножаться, а их худые тела надуваются, превращаясь из неприметных сборщиков информации в накачанных суперменов, летящих к проблемным местам, где выделяют вещества, которые могут задушить язычников или позвать подкрепление. Внутри активированных клеток образуются в огромном количестве специальные механизмы-лизосомы — и начинают клубиться, готовые перекрутить на фарш патогенные элементы или клеточный мусор.

Дополнительно к этим частично патрульных, частично мусороуборочных функций микроглии могут также производить определенные вещества, которые помогают нейронам процветать.

Однако как и любые другие иммунные клетки, продолжает Висс-Корей, микроглии могут стать силами зла, если они начинают проявлять активную деятельность слишком часто или неправильно. Они могут, например, начинать убирать здоровые клетки (что происходит при заболевании Паркинсона), или перестать убирать мусор, который возникает в мозге (например, бляшки Альцгеймера).

В серии экспериментов Висс-Корей и его коллеги показали, что NPC образуют вещества, которые активируют микроглии. Сначала исследователи увидели, что в двух областях мозга млекопитающих, где находятся NPC и образуются новые нейроны, микроглий нехарактерно много и они более активны. Пытаясь выявить, могли NPC стать причиной такой возросшей активности микроглий, исследователи внесли микроглии мышей в культурную среду, в которую перед этим погрузили NPC. Через два дня они увидели, что количество микроглий существенно увеличилась, они выработали различные сигнальные молекулы в разных количествах и создали больше лизосом. «Микроглии были готовы к бою», — сказал Висс-Корей.

Тогда исследователи ввели NPC в область мозга мыши, где эти клетки обычно не встречаются. В такую же область в противоположном полушарии мозга сделали инъекцию контрольного раствора. И снова было замечено значительные различия в активности и количества микроглий, кроме того в месте введения NPC микроглии получили очертания «супермена» вместо привычного «незаметного наблюдателя». Когда эксперимент повторили, используя только «внешние воды» NPC вместо собственно клеток, то полученные результаты были похожими на предыдущие.

Очевидно, что NPC производили какое-то вещество или вещества, которые заставляли микроглии действовать.

Используя сложные лабораторные технологии, команда исследовала очищенные клетки NPC и некоторые другие типы клеток головного мозга и оценила примерно 60 различных субстанций, известных своими сильными свойствами межклеточной сигнализации. Некоторые подобные субстанции, как оказалось, производились в гораздо большем количестве именно клетками NPC, чем другими и наиболее заметно это было для VEGF  или «фактор роста эндотелия сосудов»), хорошо известной молекулы, которую производят различные типы клеток в организме. VEGF стимулирует формирование кровеносных сосудов и оказывает благоприятное действие на нейроны. Согласно лекарствам, которые блокируют VEGF часто используются для борьбы с онкозаболеваниями, поскольку опухоли нуждаются в большом кровоснабжении, чтобы быстро расти.

Кроме того известно, что VEGF способствует росту микроглий. Поскольку он в таких количествах производится клетками NPC, команда Висс-Корея хотела увидеть, может сам VEGF привести к таким изменениям, которые вызываются клетками NPC или их частями. Поэтому исследователи сделали инъекцию VEGF в правое полушарие головного мозга мыши в левое полушарие — инъекцию солевого раствора, и получили тот же результат. Для того, чтобы проверить результаты и с противоположной стороны, команда сделала инъекцию NPC-сатурованои среды без клеток, как это делалось раньше. Однако на этот раз исследователи сначала путем различных лабораторных технологий очистили раствор от VEGF, который произвели клетки, которые в этом растворе находились. Такое действие почти полностью отменила его влияние на активацию микроглий.
«Вся картина вместе очень сильно намекает на то, что VEGF, который создают клетки NPC играет значительную роль в воздействии на поведение микроглий, — говорит Висс-Корей. — Это очень важно, поскольку у них нейродегенеративных болезнях, которые нам известны, микроглии ведут неконтролируемо ». Новые результаты могут открыть дверь перепрограммированию неправильного поведения микроглий, чтобы последние могли лучше сотрудничать с другими клетками.

04.05.2015

Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в Google Buzz
Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники

Добавить комментарий