Нажмите "Enter", чтобы перейти к контенту

Простая лекарственная формула восстанавливает клетки мозга

Исследователи сделали шаг вперед в поисках таблетки, которая может восстановить функцию мозга, потерянную при инсультах, травмах головного мозга и таких состояниях, как болезнь Альцгеймера.

иллюстрация нейрона

Исследователи генерирует новые нейроны, используя простой молекулярный коктейль.

Ученые из Университета штата Пенсильвания (Penn State) в колледже штата превратили глиальные клетки в функционирующие нейроны, используя комбинацию всего из четырех небольших молекул.

Глиальные клетки, между прочим, могут поддерживать и защищать нейроны, которые являются клетками, которые выполняют умственные функции мозга.

В новой исследовательской работе, которая теперь представлена ​​в журнале Stem Cell Reports, исследователи описывают, как их преобразованные нейроны выживали в лабораторных культурах более 7 месяцев.

Новые нейроны также показали способность работать как нормальные клетки мозга. Они формировали сети и общались друг с другом, используя электрические и химические сигналы.

Глиальные клетки размножаются после травмы

Старший автор исследования Гонг Чен, профессор биологии в штате Пенсильвания, объясняет, что нейроны не восстанавливаются, когда ткани мозга повреждаются.

«Напротив, — добавляет он, — глиальные клетки, которые собираются вокруг поврежденной мозговой ткани, могут размножаться после травмы головного мозга».

В своем исследовании он и его команда объясняют, как глиальные клетки образуют рубцы, которые защищают нейроны от дальнейшего повреждения.

Однако из-за их постоянного присутствия глиальные рубцы также блокируют рост новых нейронов и передачу сигналов между ними.

Предыдущие попытки восстановить регенерацию нейронов путем удаления глиальных рубцов имели «ограниченный успех», отмечают авторы исследования.

Prof. Чен считает, что «лучший способ восстановить утраченные нейрональные функции» — создать новые нейроны из глиальных клеток, близких к мертвым нейронам.

Перепрограммирование астроцитов в нейроны

В предыдущей работе профессор Чен и его команда показали, что возможно «химически перепрограммировать» тип глиальной клетки, называемой астроцитами, в нейроны, используя девять небольших молекул в определенной последовательности. Однако, когда они исследовали, как перевести метод из лаборатории в клинику, они поняли, что это слишком сложно.

Итак, целью нового исследования было найти меньшую комбинацию молекул, которые могут перепрограммировать астроциты в функционирующие нейроны более простым способом.

Исследователи проверили сотни комбинаций, пока не нашли эффективную формулу, включающую «четыре основных препарата».

«Используя четыре молекулы, — объясняет первый автор исследования Джиу-Чао Инь, аспирант по биологии в штате Пенсильвания, — который модулирует четыре критических сигнальных пути в астроцитах человека, мы можем эффективно превращать астроциты человека — до 70 процентов — в функциональные нейроны. «

Команда также проверила эффект удаления одной из четырех молекул из формулы. Однако ни одна из трех препаратов не была столь же эффективной, как четырехкомпонентная. На самом деле, лучшая комбинация из трех препаратов была на 20 процентов менее эффективной, чем комбинация из четырех препаратов.

Использование только одной из молекул было недостаточно для превращения астроцитов в нейроны.

Простая альтернатива генной терапии

Prof. Чен и его коллеги уже некоторое время работают над восстановлением нейронов. Прежде чем перейти к химическому перепрограммированию, они экспериментировали с генной терапией.

Однако они пришли к выводу, что метод генной терапии, который может стоить около 500 000 долларов на человека, будет слишком дорогим. Кроме того, проведение генной терапии требует сложных, передовых методов и опыта.

Prof. Чен объясняет, что главное преимущество подхода химического программирования заключается в том, что «таблетки, содержащие небольшие молекулы, могут широко распространяться в мире, даже в сельские районы без передовых больничных систем».

Кроме того, он и его команда обнаружили, что инъекция четырех препаратов взрослым мышам увеличивала образование новых клеток мозга в гиппокампе, который является областью мозга, играющей роль в памяти.

Намного больше работы впереди

Авторы исследования указывают на то, что результаты являются лишь одним шагом вперед к регенерации нейронов в таблетках. Еще предстоит проделать большую работу по разработке правильной формулы, особенно в отношении «упаковки и доставки» малых молекул.

Помимо подтверждения их эффективности, исследователям также необходимо изучить побочные эффекты и безопасность препаратов.

Они уверены, однако, что их новая формула из четырех препаратов однажды реализует свой потенциал как простое лечение для людей, которые теряют функцию нейронов из-за травмы головного мозга, инсульта и нейродегенеративные состояния, такие как болезнь Альцгеймера.

« Моя главная мечта — разработать простую систему доставки лекарств, подобную таблетке, которая может помочь пациентам с инсультом и болезнью Альцгеймера во всем мире регенерировать новые нейроны и восстановить их утраченные возможности обучения и памяти. «

Проф. Гонг Чен