Нейробиологи обнаружили вероятную причину бокового амиотрофического склероза и параличей, связанных с нейродегенеративными заболеваниями.
Регенеративные способности нервной системы млекопитающих сильно ограничены. Поэтому и умственные, и физические недуги, вызванные дегенеративными заболеваниями или травмами головного и спинного мозга, лечить сложно. В нервной системе человека есть несколько «депо», в которых сохраняются немногочисленные стволовые клетки – это боковой желудочек и зубчатая извилина головного мозга. Из этих клеток организм выкраивает «заплатки» для износившегося мозга, а ученые выращивают суррогатные нейроны.
В головном и спинном мозге присутствует еще один класс способных к активному делению клеток-предшественниц -- NG2+. Они начинают активно размножаться, если нервные волокна утрачивают миелиновую оболочку или повреждаются в результате травм и местного малокровия – ишемии. Ранее считалось, что из клеток NG2+появляются олигодендроциты – «недумающие» клетки головного мозга (глия), которые окутывают отростки нейронов миелином и тем самым обеспечивают эффективную изоляцию нервных волокон и предупреждают продольное распространение импульса. В 2008-2009 годах ученые выяснили, что в зависимости от условий культивирования in vitro клетки NG2+ могут формировать различные популяции нервных клеток, в том числе и нейроны. Исследования на животных также подтверждают гипотезу, что NG2+, скорее всего, предшественница не одного, а нескольких типов клеток нервной системы.
Стволовые клетки разошлись
У пациентов с боковым амиотрофическим склерозом (БАС), в результате которого атрофируются почти все мышцы, клетки NG2+ по сравению со здоровым организмом более активны. Эти же клетки активизируются и при травмах спинного мозга и других нейродегенеративных заболеваниях. Правда, ученым не совсем понятно, что именно происходит со стволовыми клетками – то ли они лечат развивающийся паралич, заменяя отмирающие нейроны, то ли, напротив, провоцируют атрофию мышц.
Поэтому исследователи из медцинского центра Джона Хопкинса (Johns Hopkins Medicine) под руководством Синь Кана (Shin H. Kang) сравнили поведение клеток NG2+ в здоровом организме и при заболевании БАС. Для этого экспериментаторы вырастили животных с мутантной формой гена SOD1, которая ассоциирована с БАС. Ученые наблюдали за развитием NG2+ в нервной системе мышей и пришли к выводу, что эти стволовые клетки могут превращаться в разные типы клеток. Но только в условиях in vitro. А в здоровом мышином организме клетки NG2+ медленно, но уверенно (по мере надобности) формировали полноценные олигодендроциты. Зато в организме больных мышей (БАС) NG2+ слишком активно размножались, перебивая рекорды всех остальных клеток спинного мозга. Причем, дочерние клетки в основном оказались морфологически неполноценными и нежизнеспособными.
«У мышей с мутацией SOD1 появлялось много изувеченных клеток, которые достаточно быстро погибали», -- говорит один из участников эксперимента Дуайт Берглс (Dwight Bergles, Ph.D.).
Пока ученые не могут понять, почему стволовые клетки начинают активно и неправильно размножаться, а также как это влияет на атрофию нервных волокон и мышц. Тем не менее, полученные результаты позволяют совершенно четко утверждать, что нейрональные стволовые клетки пациентов с параличами и БАС не лечат.
«В дальнейших исследованиях мы попытаемся понять механизм и последствия патологического размножения нейрональных стволовых клеток. Возможно, причина БАС кроется там, где ее никто не ищет», -- пишут исследователи в статье NG2+ CNS Glial Progenitors Remain Committed to the Oligodendrocyte Lineage in Postnatal Life and following Neurodegeneration, опубликованной в четверг в журнале Neuron.
