Нейроны спинного мозга удалось восстановить в живом организме

В отличие от головного мозга, в котором новые нейроны продолжают кое-где появляться в течение всей жизни (а не только в период созревания), у спинного мозга такой счастливой особенности нет: если у взрослого человека повредились и погибли спинномозговые нейроны, ему придётся мириться с этой утратой всю оставшуюся жизнь. Быть может, даже в инвалидной коляске.

Учёные, впрочем, упорно ищут пути восстановления спинномозговых клеток. Самый очевидный, наверное, способ связан с использованием стволовых клеток — чтобы они превратились в нейроны и заделали повреждение. Однако исследователям из Юго-Западного медицинского центра при Техасском университете (США) как будто удалось найти иное решение — они превратили в нейроны служебные клетки нервной системы, астроциты.

Такие попытки предпринимаются с давних пор. Так, в 2008 году специалисты из Стэнфорда (США) превратили клетки кожи крысы в нейроны, проведя их через «стволовоподобное» состояние, а в 2010-м та же группа сумела уже напрямую провести это превращение, использовав три-четыре белка (через год то же самое удалось сделать для человеческих клеток). Исследователи из Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана (Германия) в 2012 году превратили в нейроны мозга перициты, которые в кровеносных сосудах мозга входят в гематоэнцефалический барьер; через год в Лундском университете (Швеция) эта процедура была повторена для астроцитов в мозге живых мышей.

Но всё это, легко заметить, проделывали для клеток мозга, и команда Чунь-Ли Чжана (Chun-Li Zhang) захотела проверить, можно ли таким образом получить нейроны для мозга спинного. Исследователи снова выбрали астроциты, потому что эти служебные клетки запускают залечивание и рубцевание нервных тканей после повреждения, защищая выжившие нейроны, но заодно тормозя рост клеток в больной зоне.

С помощью модифицированных вирусов, доставлявших гены в астроциты, учёные выяснили, что для перепрограммирования клеток достаточно одного-единственного гена SOX2. Астроциты, получив SOX2, превращались в нейробласты, предшественники нейронов. Метод работал как в культуре клеток, так и в живых мышах с повреждениями спинного мозга. Некоторые из этих нейробластов превращались в обычные нейроны, и эффективность процесса можно было удвоить, если клетки дополнительно стимулировали вальпроевой кислотой.

Новые нейроны, как пишут исследователи в Nature Communications, не оставались в одиночестве, а образовывали соединения с моторными нейронами спинного мозга.

Главный пафос работы в том, что новые спинномозговые нейроны были получены прямо в живом организме, и здесь, конечно, можно начать фантазировать о тех временах, когда к парализованным людям вернётся подвижность, и не благодаря супертехнологичным протезам, а с помощью вот такого превращения одних клеток в другие. Превращение тут непрямое, клетки проходят через стадию предшественников нейронов, однако в этом есть свой плюс: хотя весь процесс занимает больше времени, чем прямое превращение, в результате из одного астроцита получаются нейробласты, которые могут делиться и давать больше одного нейрона на один исходный астроцит.

Впрочем, вопросов к работе много. Во-первых, пока что метод не слишком эффективен — лишь 3–6% астроцитов в месте введения генетического лекарства удаётся превратить в нейробласты, и получающихся нейронов не хватает не только для того, чтобы у животного проявились какие-то видимые улучшения, но и для проверки (с помощью электродов) функциональности новых клеток. По сути, авторам удалось пока что доказать только то, что такой подход можно реализовать в живом спинном мозге.

Во-вторых, тут есть один парадокс, связанный с геном SOX2, использованным для превращения. По словам Мариуса Вернига (Marius Wernig) из Стэнфорда (под его руководством в 2008 году удалось превратить кожные клетки в нейроны), SOX2 обычно активен в предшественниках нейронов, но нужен он для того, чтобы предотвратить превращение нейробласта в нейрон. Почему же тогда именно с его помощью астроциты превращаются в нейроны? Авторы работы отвечают на это так: всё дело в степени активности гена, и в зависимости от этого клетка либо остаётся такой, как была, либо начинает перепрограммироваться. В общем, без дополнительных исследований тут не обойтись…

Подготовлено по материалам Юго-Западного медицинского центра при Техасском университете.