Новое исследование показывает возможность изменения зрелых нейронов от одного вида к другому, не проходя через стадию стволовых клеток, - пишет eurekalert.org со ссылкой на Stem Cell Reports.
Исследователи Юго-Западного медицинского центра университета Техаса, пытающиеся преобразовать вспомогательные клетки мозга в нейроны, вместо этого перепрограммировали зрелые ингибирующие нейроны в другой тип нейрона, создающий нейротрансмиттер, который утрачивается при болезни Паркинсона.
Исследование мышей показывает, что нейроны мозга более изменчивы во взрослой жизни, чем считалось ранее, объяснил автор доктор Чун-Ли Чжан - профессор молекулярной биологии Юго-западного медицинского центра университета Техаса. Долгое время ученые были уверены, что идентичность нейрона предопределена задолго до совершеннолетия и во взрослой жизни измениться не может.
«Было неожиданно обнаружить, что мы можем манипулировать нейронами, чтобы изменить их идентичность во взрослой жизни», - сказал д-р Чжанг - младший научный сотрудник в области биомедицинских исследований, добавив, что использование пластичности нейронов и идентичности клеток может когда-нибудь привести к разработке новых терапевтических стратегий лечения неврологических заболеваний путем перепрограммирования конкретных нейронов.
«Вначале я был немного разочарован тем, что мы изменили свойства средних «колючих» нейронов, а не вспомогательных глиальных клеток, на которые мы нацеливались, - сказал он. – Но, когда мы осознали новизну наших результатов, мы были поражены. Насколько нам известно, изменение постоянных зрелых нейронов ранее никогда не достигалось».
Поскольку нейромедиатор дофамин утрачивается при таких двигательных нарушениях, как болезнь Паркинсона, многие нейрофизиологи заинтересованы в возможности создания новых нейронов, продуцирующих дофамин. Дофаминергические клетки важны для управления произвольными движениями и эмоциями, такими как мотивация и вознаграждение.
По его словам, для правильного функционирования уровни нейротрансмиттеров гамма-аминомасляной кислоты, дофамина и других должны существовать в тонком балансе в мозге. Поскольку дофамин участвует в поведении вознаграждения, включая поведение привыкания, любое потенциальное лечение, направленное на увеличение уровня дофамина также потребует поддержки уровней других нейротрансмиттеров для равновесия.
Зрелые средние «колючие» нейроны, которые изменили свою идентичность в этом исследовании, обычно производят гамма-аминомасляную кислоту, ингибирующий нейротрансмиттер, который нацелен на другие нейроны во взрослом мозге, объяснил д-р Чжан.
Д-р Чжан и его команда использовали вирусный вектор - инструмент, обычно применяемый молекулярными биологами для доставки генетического материала в клетки - для управления коктейлем генов, который, как ожидается, будет стимулировать превращение нейроглии в дофамин-производящие нейроны (нейроглия или просто глия - от греческого слова «клей» - это клетки, которые окружают нейроны, чтобы обеспечить поддержку, изоляцию и защиту).
Коктейль вводили в полосатое тело мозга, богатое генерирующими гамма-аминомасляную кислоту колючими нейронами, которые, как известно, помогают контролировать моторные навыки. Продуцирующие дофамин нейроны обычно расположены в другом месте мозга, но они отправляют длинные связи для контроля средних колючих нейронов в полосатом теле, сказал д-р Чжан.
Исследователи изначально увидели новые нейроны дофамина и подумали, что это преобразованная глия. Тем не менее, много этапов тестирования клеточной линии показали, что глия осталась неизменной.
«Мы получили новые клетки, чего мы и хотели, - сказал д-р Чжан. - Но они не происходили из глиальных клеток».
Неожиданные результаты привели к интенсивным последующим экспериментам, которые подтвердили подозрение команды, что новые клетки были трансформированы непосредственно из зрелых нейронов ГАМК. Новые клетки были больше похожи на дофаминсодержащие нейроны, несмотря на сохранение некоторых свойств исходных клеток, сказал он, добавив, что дальнейшее изучение этих клеток и их генетики более подробно является текущей целью лаборатории.
«Вместо того, чтобы происходить из глии, новые дофаминовые клетки
поступали из местных, существующих зрелых нейронов, не проходя
через состояние стволовых клеток, - сказал д-р Чжан. - Это
превращение зрелых клеток в зрелые клетки».
[Фото: eurekalert.org]
