Проста лікарська формула відновлює клітини мозку
Дослідники зробили крок вперед у пошуках таблетки, яка може відновити роботу мозку, втрачену в результаті інсультів, травм мозку та таких станів, як хвороба Альцгеймера.
Вчені з Університету штату Пенсільванія (штат Пенсільванія) в Державному коледжі перетворили гліальні клітини у функціонуючі нейрони за допомогою комбінації лише чотирьох невеликих молекул.
Гліальні клітини, крім усього іншого, можуть підтримувати та захищати нейрони, які є клітинами, що виконують психічні функції мозку.
У новій навчальній роботі, яка зараз виходить у журналі Звіти про стовбурові клітини, дослідники описують, як їх перетворені нейрони виживали більше 7 місяців у лабораторних культурах.
Нові нейрони також показали здатність працювати як звичайні клітини мозку. Вони утворювали мережі і спілкувались між собою, використовуючи як електричні, так і хімічні сигнали.
Гліальні клітини розмножуються після травми
Старший автор дослідження Гун Чен, професор біології в штаті Пенсільванія, пояснює, що нейрони не відновлюються, коли тканини мозку пошкоджуються.
"На відміну від них, - додає він, - гліальні клітини, які збираються навколо пошкодженої тканини мозку, можуть розмножуватися після травми мозку".
У своїй роботі він та його команда пояснюють, як гліальні клітини утворюють рубці, які захищають нейрони від подальшої травми.
Однак через їх постійну присутність гліальні рубці також блокують ріст нових нейронів і передачу сигналів між ними.
Попередні спроби відновити регенерацію нейронів шляхом видалення гліальних рубців мали "обмежений успіх", зазначають автори дослідження.
Професор Чен вважає, що «найкращий спосіб відновити втрачені функції нейронів» - це створення нових нейронів з гліальних клітин, близьких до мертвих нейронів.
Перепрограмування астроцитів на нейрони
У попередній роботі професор Чен та його команда показали, що можна "хімічно перепрограмувати" тип гліальних клітин, що називається астроцитами, у нейрони, використовуючи дев'ять малих молекул у певній послідовності. Однак, коли вони дослідили, як перевести метод з лабораторії в клініку, вони зрозуміли, що це занадто складно.
Отже, метою нового дослідження було знайти меншу комбінацію молекул, які можуть перепрограмувати астроцити у функціонуючі нейрони більш простим способом.
Дослідники випробовували сотні комбінацій, поки не знайшли ефективну формулу, що містить "чотири основних препарати".
«Використовуючи чотири молекули, - пояснює автор першого дослідження Джиу-Чао Інь, який є аспірантом біології в штаті Пенсільванія, - які модулюють чотири критичні сигнальні шляхи в астроцитах людини, ми можемо ефективно перетворювати людські астроцити - до 70 відсотків - у функціональні нейрони ».
Команда також перевірила ефект випадання однієї з чотирьох молекул із формули. Однак жодна формула з трьох препаратів не була настільки ефективною, як версія з чотирма препаратами. Насправді найкраща комбінація з трьох препаратів була на 20 відсотків менш ефективною, ніж комбінація з чотирма препаратами.
Використання лише однієї з молекул було недостатньо для перетворення астроцитів у нейрони.
Проста альтернатива генної терапії
Професор Чень та його колеги вже деякий час працюють над регенерацією нейронів. Перш ніж перейти до хімічного перепрограмування, вони експериментували з генною терапією.
Однак вони дійшли висновку, що підхід до генної терапії, який може коштувати близько 500 000 доларів на людину, буде занадто дорогим. Крім того, проведення генної терапії вимагає складних, передових методик та досвіду.
Професор Чен пояснює, що головною перевагою підходу до хімічного програмування є те, що "таблетки, що містять дрібні молекули, можуть широко поширюватися у світі, навіть досягаючи сільських районів без розвинених лікарняних систем".
Крім того, він та його команда виявили, що ін'єкція чотирьох препаратів дорослим мишам збільшила генерацію нових клітин мозку в гіпокампі, це область мозку, яка відіграє певну роль у пам'яті.
Попереду ще багато роботи
Автори дослідження зазначають, що висновки - це лише один крок вперед до регенерації нейронів у таблетках. Існує ще багато роботи для розробки правильної формули, особливо щодо “упаковки та доставки” малих молекул.
Окрім підтвердження їх ефективності, дослідникам також потрібно дослідити побічні ефекти та безпеку препаратів.
Однак вони впевнені, що їх нова формула з чотирма препаратами колись усвідомить свій потенціал як прямого лікування людей, які втрачають функцію нейронів через травму мозку, інсульт та нейродегенеративні захворювання, такі як хвороба Альцгеймера.
"Моя остання мрія - розробити просту систему доставки ліків, як таблетки, яка допоможе інсульту та хворим на Альцгеймера у всьому світі відновити нові нейрони та відновити втрачені можливості навчання та пам'яті".
Проф. Гун Чень
