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, 19:03
7 минут
Мария Азарова

Попадание патогена в эпителий слизистой дыхательных путей и захват вирусом бокаловидных клеток приводит к нарушению слизистого барьера. Из-за уменьшения количества муцина снижается не только обонятельная чувствительность, но и возникают неприятные ощущения в носу и рту, в том числе сухость.

Вчера, 14:43
7 минут
Василий Парфенов

Фанаты эпической киноленты «Космическая одиссея 2001 года» могут ликовать: на Земле нашли объект, похожий на показанные в фильме монолиты. Необычный металлический артефакт обнаружили сотрудники Департамента общественной безопасности штата Юта во время рутинного облета территорий.

4 часа назад
4 минуты
Сергей Васильев

Астроном-любитель нашел в каталогах звезду солнечного типа, от которой еще в 1970-е на Землю мог прийти знаменитый «внеземной» сигнал.

Вчера, 14:43
7 минут
Василий Парфенов

Фанаты эпической киноленты «Космическая одиссея 2001 года» могут ликовать: на Земле нашли объект, похожий на показанные в фильме монолиты. Необычный металлический артефакт обнаружили сотрудники Департамента общественной безопасности штата Юта во время рутинного облета территорий.

Вчера, 19:03
7 минут
Мария Азарова

Попадание патогена в эпителий слизистой дыхательных путей и захват вирусом бокаловидных клеток приводит к нарушению слизистого барьера. Из-за уменьшения количества муцина снижается не только обонятельная чувствительность, но и возникают неприятные ощущения в носу и рту, в том числе сухость.

22 ноября
25 минут
Александр Березин

Планеты вокруг нашего Солнца расположены совсем не так, как в других системах. И это имеет крайне необычные практические последствия: расчеты показывают, что вокруг нашей звезды должны вращаться две потенциально обитаемые планеты, а не одна, как сейчас. Одна из них куда-то бесследно исчезла – и это еще в лучшем случае. Рассказываем, почему так получилось и кто конкретно в этом виноват.

14 ноября
34 минуты
Василий Парфенов

На вопрос, кто проживает на дне океана, люди отвечают по-разному. Дети и некоторые взрослые скажут: Губка Боб Квадратные Штаны. Фанаты Лавкрафта благоговейно, но с огоньком в глазах пробормочут нечто вроде «Ктулху фхтагн». А подводники и океанологи задумчиво посмотрят на вопрошающего и, если повезет, расскажут много интересного. Про квакеров, «биоуток», «блуп» и еще Посейдон его знает какие аномальные явления подводного мира.

2 ноября
10 минут
Василий Парфенов

Совсем недавно первые комплекты оборудования Starlink начали поступать простым пользователям, и они уже активно делятся опытом использования. Бета-тестирование под девизом «Лучше, чем ничего» позволяет оценить возможности готовой менее чем на 10% спутниковой группировки. И они впечатляют!

27 октября
4 минуты
Денис Гордеев

Ученые пришли к выводу, что искусственные подсластители не могут быть здоровой заменой сладким напиткам.

[miniorange_social_login]

Комментарии

4 Комментария
Серёжа Молодец
2 недели назад
-
0
+
Слышал от врача о мертвом зрительном нерве, интересно, это и есть тот самый "поврежденный"...
    Семен Курсаков
    2 недели назад
    -
    0
    +
    Может быть. Обычно при глаукоме давление глаза повреждает зрит нерв. Иногда полностью раздавливает, иногда частично. Глаукома молодеет как болезнь.
    +
      ещё комментарии
      Asmite Qielee
      2 недели назад
      -
      0
      +
      Разве глаукома не отслоение сетчатки? Но болезнь страшная, да.
        Семен Курсаков
        2 недели назад
        -
        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
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: