Поврежденный глазной нерв удалось заставить регенерировать. На очереди спинной мозг — Naked Science
10 минут
Василий Парфенов
4

Поврежденный глазной нерв удалось заставить регенерировать. На очереди спинной мозг

У расхожего мифа о том, что нервные клетки не восстанавливаются, есть вполне научные истоки. Нейроны могут регенерировать, но делают это плохо и медленно, особенно если речь идет о центральной нервной системе (ЦНС). Однако ученым удалось найти способ исправить этот недостаток. В лабораторных условиях глазному нерву крысы при помощи белка протрудина вернули способность к самовосстановлению.

Поврежденный глазной нерв крысы удалось заставить регенерировать
©Pixabay

Тела высших млекопитающих демонстрируют потрясающие способности к компенсации травм. Многие органы способны брать на себя часть функции поврежденных, а ткани — регенерировать. Но есть одна система организма, нарушение работы которой приносит, пожалуй, больше всего неудобств. Лишившиеся руки, ноги или почки люди через некоторое время и вовсе забывают о том, что они у них были. Полной жизнью, с некоторыми ограничениями, конечно, получается жить и без них.

А вот потеря возможности управлять конечностями при их внешней сохранности существенно снижает качество жизни. Часть тела, вроде, есть, а толку от нее почти нет. Что уж говорить про центральную нервную систему и мозг — фактически, эти сложнейшие структуры полностью определяют нашу личность. Малейшие травмы ЦНС катастрофически сказываются на качестве жизни. И как назло, составляющие ее нейроны очень с большим трудом способны защищаться от повреждений или восстанавливаться после них.

При этом их «коллеги» из периферической нервной системы подвержены этому недостатку в меньшей степени. Нарушения в целостности нейронов конечностей или внутренних органов относительно быстро заживают. В некоторых случаях удается полностью восстановить поврежденные нервные пути или буквально простимулировать рост новых. Что удивительнее всего, незрелые нейроны (в том числе в ЦНС), в начале своего развития тоже обладают хорошо развитой способностью к регенерации. Просто они теряют ее с возрастом.

Ученые из Кембриджского университета вместе с коллегами из США и Швеции нашли один из механизмов, приводящих к этим изменениям. Научная работа с описанием их умозаключений и экспериментов была опубликована в рецензируемом журнале Nature Communications.

Сравнение регенеративных способностей нейронов при повышении в них выработки обычного протрудина, генно-модифицированного (phosphomimetic) и в без каких-либо манипуляций с его выработкой (control)
Сравнение регенеративных способностей нейронов при повышении в них выработки обычного протрудина, генно-модифицированного (phosphomimetic) и в без каких-либо манипуляций с его выработкой (control) ©Petrova, V., Pearson, C.S., Ching, J. et al. Protrudin functions from the endoplasmic reticulum to support axon regeneration in the adult CNS. Nat Commun 11, 5614 (2020)

Между зрелыми и незрелыми нейронами, а также клетками ЦНС и периферической нервной системы было найдено важное отличие. В развивающихся нейронах больше всего белка протрудина, в клетках периферической нервной системы его значительно меньше, а в ЦНС он и вовсе почти не вырабатывается. При этом, как смогли установить биологи, это соединение играет наиважнейшую роль в способности нервных клеток сопротивляться физическим повреждениям.

Разработав механизм повышения экспрессии протрудина в нейронах, ученые проверили, можно ли его применить к живым клеткам. Для этого в чашке петри на питательной подложке высадили нейроны глазного нерва крысы. В них активировали выработку «защитного» белка и затем лазером перерубили аксоны. Всего за 14 часов поврежденная нервная клетка, в которой была значительно увеличена выработка протрудина, смогла заметно восстановить свой отросток. Тогда как контрольный, «обычный» нейрон, рост и восстановление демонстрировал с гораздо меньшей скоростью.

Эксперименты провели и на живых крысах. Качество восстановления глазного нерва оценить уже было не так просто, а вот устойчивость клеток к внешним воздействиям — легко. Спустя две недели после введения РНК, которая стимулирует выработку протрудина, под сетчатку мышей с поврежденным глазным нервом, их усыпили. И вырезали изучаемые органы — глазной нерв и саму сетчатку. Оказалось, что по сравнению с контрольной группой, у этих животных количество здоровых клеток было больше. Восстановились ли функции нерва — не проверялось.

Отдельно стоит отметить, что протрудин показал эффективность и в сохранении жизнеспособности нервных клеток. Те нейроны, в которых его выработка была простимулирована, вне тела жили на день больше, чем обычно.

В норме этот белок является важной частью эндоплазматического ретикулума. Данный органоид выполняет массу функций внутри клетки: способствует синтезу белков, переносит их и продукты синтеза по клетке, а также накапливает множество жизненно необходимых биологически активных молекул. Почему у зрелых нейронов закрепилась мутация, ограничивающая выработку протрудина — до конца неясно.

Повышение выработки протрудина приводит к резкому росту эндоплазматического ретикулума
Повышение выработки протрудина приводит к резкому росту эндоплазматического ретикулума (яркие участки). Это способствует регенеративным и защитным функциям нейронов ©Petrova, V., Pearson, C.S., Ching, J. et al. Protrudin functions from the endoplasmic reticulum to support axon regeneration in the adult CNS. Nat Commun 11, 5614 (2020)

Однако сделанное учеными Кембриджского университета открытие может привести к совершенно новому направлению в медицине. Пока что генная терапия имеет очень ограниченное применение на человеке, но это временно. В перспективе для восстановления поврежденных нервов не нужно будет прибегать к сложнейшим микрохирургическим операциям и длительной терапии. Будет достаточно одного-двух уколов непосредственно в области травмы.

Свою следующую научную работу авторы вышеописанной публикации собираются посвятить восстановлению спинного мозга. Возможно, открытый ими механизм покажет свою эффективность не только для глазного нерва, а для всей нервной системы. Тогда протрудин имеет все шансы стать основой лекарств-нейропротекторов широкого спектра действия.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 12:51
39 минут
Александр Березин

В июне 2020 года канадские астрономы рассчитали, что в Млечном Пути может быть пять миллиардов планет, похожих на Землю и вращающихся вокруг звезд, похожих на Солнце. Однако это лишь видимая часть айсберга обитаемых планет. Дело не только в том, что вокруг звезд других типов их больше: и сами условия на экзопланетах в других системах могут быть куда благоприятнее для жизни, чем у нас с вами. Попробуем понять почему.

Вчера, 10:05
2 минуты
Sergei Sobol

Обращаете внимание, какой творческий подход проявляют дизайнеры при создании электрических мотоциклов? Каждый из них уникален своими особенностями, и наш сегодняшний фаворит – концептуальный электрический байк BMW Motorrad – не исключение. Он создан дизайнером из Валенсии Яго Валино (Iago Valino), вдохновившимся кастомными мотоциклами мастерской El Solitario. А эстетика байка навеяна культовыми мотоциклами Ural, в которые советские инженеры добавили собственный взгляд на традиции BMW.

14 мая
9 минут
РНФ

Лечение онкологических заболеваний стандартным методом химиотерапии не только уничтожает злокачественные клетки, но и повреждает здоровые. Для решения проблемы российские ученые разработали химически «сшитые» вещества, способные избирательно накапливаться в «энергетических станциях» раковых клеток — митохондриях. Липофильный катион транспортирует вещество в клетки, а функционально активный компонент, бетулиновая кислота, провоцирует их гибель. Предполагается, что препарат будет воздействовать только на злокачественные клетки, что в будущем дает возможность лечения онкологии без тяжелых побочных эффектов.

Вчера, 12:51
39 минут
Александр Березин

В июне 2020 года канадские астрономы рассчитали, что в Млечном Пути может быть пять миллиардов планет, похожих на Землю и вращающихся вокруг звезд, похожих на Солнце. Однако это лишь видимая часть айсберга обитаемых планет. Дело не только в том, что вокруг звезд других типов их больше: и сами условия на экзопланетах в других системах могут быть куда благоприятнее для жизни, чем у нас с вами. Попробуем понять почему.

Вчера, 10:05
2 минуты
Sergei Sobol

Обращаете внимание, какой творческий подход проявляют дизайнеры при создании электрических мотоциклов? Каждый из них уникален своими особенностями, и наш сегодняшний фаворит – концептуальный электрический байк BMW Motorrad – не исключение. Он создан дизайнером из Валенсии Яго Валино (Iago Valino), вдохновившимся кастомными мотоциклами мастерской El Solitario. А эстетика байка навеяна культовыми мотоциклами Ural, в которые советские инженеры добавили собственный взгляд на традиции BMW.

14 мая
2 минуты
Илья Ведмеденко

Как следует из обнародованных материалов, дальность действия перспективной американской системы гиперзвукового оружия Long Range Hypersonic Weapon превышает 2775 километров.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

25 апреля
17 минут
Александр Березин

На этой неделе СМИ выдали новость, от которой можно впасть в шок: «Ранее из России уезжало около 14 тысяч исследователей [в год], теперь — 70 тысяч». Мы внимательно разобрались в ситуации и вынуждены отметить, что ничего подобного не было и нет. В реальности речь вовсе не об ученых и даже не о высококвалифицированных специалистах. Проблемы с учеными в России есть. Но в этом случае речь идет не о них, а о том, что отдельные бывшие комсомольские вожаки, удачно устроившиеся в РАН, перепутали утечку мозгов из России с отъездом из нее гастарбайтеров. Разбираемся, как это у них получилось.

24 апреля
9 минут
Мария Азарова

Американские ученые показали обратную связь всех конечных точек смертности с содержанием омега-3-полиненасыщенных жирных кислот. Согласно их выводам, более высокие уровни некоторых основных ПНЖК в тканях и крови могут снижать вероятность смерти от всех причин в среднем на 13% и в итоге замедлять процесс старения.

[miniorange_social_login]

Комментарии

4 Комментария

-
0
+
Слышал от врача о мертвом зрительном нерве, интересно, это и есть тот самый "поврежденный"...
    -
    0
    +
    Может быть. Обычно при глаукоме давление глаза повреждает зрит нерв. Иногда полностью раздавливает, иногда частично. Глаукома молодеет как болезнь.
    +
      ещё комментарии
      09.11.2020
      -
      0
      +
      Разве глаукома не отслоение сетчатки? Но болезнь страшная, да.
        -
        0
        +
        Нет, отслоение сетчатки это другое, его уже давно лечат, приваривают. Правда, не всегда держится эта приварка. Но большинство вылечиваются. При отслоении сетчатки молнии в глазах. При глаукоме ощущение набухания глаза, давление, но не всегда. Иногда вообще никаких симптомов. Проверяйте регулярно полностью глаза, сейчас это недорого, хотя бы раз в 1-2 года, даже по самому крутому разряду это обойдется в 50 USD, не более.
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: