Нажмите "Enter", чтобы перейти к контенту

Нервные волокна, регенерированные молекулярной смесью

Возможно, ученые нашли способ отрастить аксоны — важнейшую часть нейрона, также известную как нервное волокно — после травмы. Полученные данные могут помочь пациентам с травмой спинного мозга, инсультом или другими нейродегенеративными состояниями восстановить свои двигательные навыки.

нейроны

Повреждение нейрона аксон или нервное волокно — «длинный хвост», который посылает сигналы от тела клетки — является ключевым элементом повреждения спинного мозга.

Команда исследователей из Бостонской детской больницы в штате Массачусетс разработала «рецепт» для смеси молекул и проверила его терапевтический потенциал у мышей с повреждением спинного мозга (SCI) или инсультом.

Инсульт является основной причиной паралича в Соединенных Штатах, на его долю приходится более трети из 5,4 миллиона человек, которые живут с различными формами паралича.

ТСМ занимает второе место, поскольку 27 процентов всех случаев паралича вызваны ТСМ, и каждый год происходит 17 000 новых случаев ТСИ.

После того, как у пациента возникнет SCI или инсульт, аксоны в коре головного мозга и вдоль спинного мозга повреждаются. Нейрон состоит из тела клетки и двух расширений: дендрита и аксона, который выглядит как длинный аккорд, который посылает сигналы от основной клетки.

В новом исследовании ученые под руководством доктора наук Жиган Хе из Бостонской детской больницы и Гарвардской медицинской школы вводили мышам смесь молекул в надежде, что она восстановит их аксоны. Результаты были опубликованы в журнале Neuron.

Тестирование молекулярной смеси на мышах

Он и его коллеги начали с предыдущего исследования, в котором они сотрудничали с учеными из Гарварда.

В этом исследовании они обнаружили, что сочетание гормона роста, секретируемого печенью под названием «инсулиноподобный фактор роста 1» (IGF1), с белком под названием остеопонтин (OPN) улучшило зрение у оптически поврежденных грызунов путем регенерации аксонов их зрительный нерв.

OPN участвует в воспалении и дегенерации нервной системы, играя ключевую роль в нейродегенеративных заболеваниях, таких как рассеянный склероз (MS), болезнь Паркинсона, ans болезнь Альцгеймера.

В мышиной модели SCI Он и его команда исследовали две группы мышей: группу, которая получила молекулярную смесь после травмы, и контрольную группу, которая этого не сделала.

В первой группе исследователи вводили мышам смесь IGF1 и OPN через 1 день после того, как грызуны имели SCI.

В модели инсульта обработанные мыши получали смесь через 3 дня после травмы.

Исследователи проверили моторные способности мышей, в том числе их мелкую моторику, изучив их способность ходить по горизонтальной лестнице с неравномерно расположенными ступенями.

Обработанные мыши восстанавливают мелкую моторику

Исследователи обнаружили, что по сравнению с контрольной группой обработанные мыши продемонстрировали резкое улучшение их мелкой моторики.

В необработанной контрольной группе двигательная функция постепенно и частично восстанавливалась после травмы вследствие естественного отрастания аксонов.

Мыши в значительной степени восстановили свою моторную функцию, но у них значительно ухудшились их мелкие моторные навыки, что было выявлено с помощью теста нерегулярной лестницы.

Обработанные мыши, однако, сделали гораздо меньше ошибок в этом тесте; фактически, на 12 неделе после травмы мыши совершали ошибки только в 46% случаев. Напротив, контрольная группа имела уровень ошибок 70 процентов.

Затем исследователи хотели проверить, улучшит ли добавление 4-аминопиридин-3-метанола — блокатор калиевых каналов, улучшающий проводимость аксонов у пациентов с МС, — результаты еще дальше.

После добавления этого третьего ингредиента частота ошибок у обработанных мышей дополнительно снизилась до 30 процентов. Здоровые мыши совершали ошибки в 20% случаев, поэтому по сравнению с ними леченные мыши чувствовали себя очень хорошо.

« В нашей лаборатории впервые проводится лечение, позволяющее травме спинного мозга и модели инсульта восстановить функциональное восстановление.»

Чжиган Хе, доктор философии.

Чтобы увидеть, были ли эти результаты вызваны «вырастанием» аксонов, исследователи также исследовали срезы спинного мозга мышей.

«Мы увидели то, что ожидали, — росток аксона в спинном мозге», — говорит он. «Но мы также обнаружили нечто неожиданное — увеличение прорастания аксонов в подкорковой области».

Он и его коллеги провели дополнительные тесты, в ходе которых у мышей с помощью генной инженерии не было аксонов в кортикально-спинномозговом тракте (CST) в спинном мозге.

Дальнейшая оценка тонкой моторики у мышей показала, что улучшение частоты ошибок после травм значительно снизилось у этих мышей, у которых отсутствовали аксоны CST.

Следовательно, это говорит о том, что восстановление, достигаемое терапевтической смесью, зависело не столько от отрастания аксонов в подкорковых областях, сколько от регенерации аксонов в КНТ.

Итак, «функциональные результаты» подкорковых аксонов, которые, как было установлено, перерастали, «еще предстоит проверить», говорит ведущий исследователь.

В конечном счете, в качестве следующего шага, вытекающего из этого исследования, он и его коллеги планируют проверить молекулярную смесь в клинических испытаниях на людях.