Немецкие ученые из двух университетов, расположенных в Мюнхене, подвели итоги исследования, связанного с пониманием процессов регенерации нервных клеток и нейронов в головном мозге человека. Специалисты говорят, что исследовав процессы восстановления тканей головного мозга, можно будет успешно бороться со многими неизлечимыми на сегодня заболеваниями, такими как аутизм, слабоумие, склероз и другими.
Исследователи обнаружили, что так называемые клетки-предшественники, образующие впоследствии глуматергические нейроны мозга, также могут вызывать повреждения головного мозга. Немецкие исследователи установили, что даже минимальных отклонений в развитии клеток-предшественников достаточно для того, чтобы спровоцировать развитие болезни Альцгеймера.
Сейчас ученые заняты разработкой новых методов терапии, позволяющих определять отклонения на самых ранних стадиях и диагностировать вероятные будущие заболевания еще до тех пор, пока они еще не успели поразить человека. Немецкие ученые говорят, что их исследования однозначно говорят в пользу того, что нейрогенез, или создание новых нервных клеток, возможен в организме не только младенца или ребенка, но и взрослого человека, правда в последнем случае, нейрогенез идет чрезвычайно медленно.
Ранее считалось, что умершие нервные клетки не могут восстанавливаться, теперь биологи обнаружили в переднем отделе головного мозга так называемые ГАМК-клетки или клетки гамма-аминомасляной кислоты, представляющие собой нейромедиатор всей центральной нервной системы.
Исследовательская группа во главе с профессором Института исследований столовых клеток им Гельмгольца в Мюнхене Магдалиной Гетц утверждает, что хотя исследования пока ведутся на лабораторных мышах, велика вероятность того, что такие фундаментальные особенности функционирования центральной нервной и мозговой систем едины для большинства видов.
Более того, ученые пришли к выводу о том, что в переднем отделе мозга есть всегда и определенный резерв столовых клеток, наличие которых можно доказать при помощи факта постоянного воспроизводства клеток-предшественников нервных окончаний.
«Вновь воссозданные клетки находятся в обонятельной луковице — области мозга, отвечающей за обоняние. Есть предположение, что практически все заболевания головного мозга и большинство заболеваний центральной нервной системы связаны с неверным воспроизводством переднего отдела мозга, точнее той его части, что отвечает за регенерацию новых клеток», — говорит Герц.
Как восстановить мозг после психического расстройства
Опубликовано ср, 10/06/2020 — 18:47
Многие психические расстройства нередко оставляют свои «следы» в структурах мозга , даже тогда, когда острый процесс , например , психоз казалось бы прекратился. Исследования , проведнные в нашей клинике с помощью диффузионно — тензорного изображения показывают, что эти » следы» часто касаются миелиновых оболочек аксонов — длинных отростков нейронов, с помощью которых они «общаются между собой». Мы знаем, что в формировании этой «изоленты» аксонов замешаны олигодендроциты, причем , одни называют последние соединительной тканью мозга , а другие — загадочными клетками нейроглии. Слишком отличаются олигодендроциты от астроцитов , не говоря уже о микроглии, причем , по сравнению с другими клетками нейроглии , олигодендроциты незаслуженно обделены вниманием. А , ведью если бы нам удалось остановить процессы демиелинизации ( повреждений и потери миелиновой оболочки ) , а еще лучше — ее восстанавливать , какой бы прогресс наметился бы в лечении и реабилитации нейропсихиатрических расстройств , от рассеянного склероза до шизофрении.
Читайте также: Опухоль мягких тканей стопы
Электрические импульсы, проводимые через аксонный сегмент нейрона, необходимы для правильного функционирования центральной нервной системы (ЦНС). Проводимость аксонов полностью поддерживается оболочками изолирующей мембраны, называемой миелином, которые вырабатываются глиальными клетками, называемыми олигодендроцитами. Один аксон обернут множеством сегментов миелина, часто из множества олигодендроцитов, распределенных по длине аксона, и один олигодендроцит может генерировать до 40 сегментов миелина. В отличие от в значительной степени статической морфологии нейрона, олигодендроцит постоянно генерирует новый миелин и заменяет сегменты в форме постоянного поддержания миелина на протяжении всей взрослой жизни . В дополнение к поддержке аксональной проводимости, олигодендроциты, как было недавно показано, способствуют здоровью нейронов с помощью других механизмов, особенно обеспечивая фактор роста и структурную поддержку. Действительно, есть убедительные доказательства того, что выживание аксонов зависит от интактных олигодендроцитов, поэтому неудивительно, что дефицит олигодендроцитов и сопутствующая демиелинизация могут иметь разрушительные последствия для множества функций центральной нервной системы.
Существует три основных подхода к лечению демиелинизации : 1) прекращение патологического иммунного ответа, 2) защита ЦНС от дальнейшего повреждения, и 3) восстановление повреждения путем регенерации новых миелиновых оболочек, причем главными целями являются восстановление проводимости и предотвращение дальнейшей потери аксонов
Десять модифицирующих болезнь методов лечения демиелинизации нацелены на иммунный компартмент. Ранние подходы были направлены на ограничение активации патологических иммунных клеток и были относительно неспецифичны по своему объему. Первые препараты — интерферон-бета (Avonex, Rebif, Betaseron, Extavia) и глатирамер ацетат (Copaxone) — синтетический сополимер, вводились подкожно для подавления множества типов клеток, включая антигенпрезентирующие клетки и клетки- хелперы Th1 и Th17 и достижения «сдвига» иммунной системы в сторону регуляторного фенотипа. Митоксантрон (Novatrone) — синтетический противоопухолевый препарат, индуцирует апоптоз в высоко пролиферативных клеток и подавляет макрофагов, В — клетки и Тh клетки. Новыми препараты и методы лечения , более конкретно нацеливались на патологический иммунный компартмент без ущерба для всего плеча адаптивного иммунного ответа, таким образом сводя к минимуму побочные эффекты и любые риски возникновения оппортунистической инфекции. Два современных метода лечения ограничивают миграцию Т-клеток: финголимод (Gilenya) ограничивает миграцию Т-клеток из лимфатических узлов, тогда как натализумаб (Tysabri) блокирует проникновение Т-клеток через гематоэнцефалический барьер в ЦНС. Предполагается, что другие лекарственные средства, такие как диметилфумарат (Tecfidera), оказывают нейропротекторное действие, модулируя окислительный стресс в дополнение к иммуномодулирующим эффектам.
В одном из исследований пациентов с рассеянным склерозом , которые не получали стандартную терапию, вводили однократную инфузию мононуклеарных клеток периферической крови, химически связанных с семью миелиновыми пептидами (MOG 1-20 , MOG 35-55 , MBP 13-32 , MBP 83-99 , MBP 111 -129 , MBP 146-170 и PLP 139-154 ). Введение антигенсвязанных клеток хорошо переносилось, и пациенты получая даже более высокие дозы (> 1 × 10 9) имели снижение антиген-специфических Т-клеточных ответов после пептидно-связанной клеточной терапии.
Большинство препаратов для защиты олигодендроцитов от апоптоза были впервые обнаружены благодаря их иммуномодулирующим или нейропротективным эффектам в других областях медицины. К сожалению, психиатры и неврологи плохо понимают, обусловлены ли положительные эффекты терапии иммунной модуляцией, нейропротекцией или и тем, и другим. Действительно, развязать эти эффекты особенно сложно, так как дегенерация ЦНС тесно связана с воспалением. В свете комбинированного терапевтического подхода препараты, защищающие олигодендроциты от апоптоза, вероятно, будут наиболее эффективными при использовании в сочетании с системной иммунной модуляцией, будь то в случаях острого или хронического воспаления. Многие автор ыподчркивают важность правильного выбора момента времени для лечения лекарственными средствами, защищающими ЦНС, поскольку некоторые из них оказываются наиболее эффективными при раннем рецидивирующем заболевании, связанном с вредным воспалением. . В этом случае нейропротекторные препараты могут оказаться ненужными после того, как установлена иммунная толерантность, особенно если толерантность может быть индуцирована на ранних стадиях заболевания и оказаться долгосрочным эффектом.
Читайте также: Кофточка из ткани лапша
Миноциклин, наиболее липофильный из тетрациклиновых антибиотиков широкого спектра действия, обычно используется для мощного системного антибактериального и иммуномодулирующего действия. Однако его способность проникать в ЦНС и модулировать местные воспалительные реакции делает его привлекательным лекарственным средством для неврологических расстройств. Было показано, что миноциклин эффективен в ослаблении экспериментального аутоиммунного энцефаломиелита. Трудно приписать терапевтический успех миноциклина как иммуномодуляции, так и антиапоптотическим эффектам олигодендроцитов, но , скорее всего , его эффект связан с обоими факторами . Миноциклин имеет длительный период полувыведения и безопасен для длительного применения .
Известно, что каспазы — семейство цистеиновых протеаз, активность которых важна для апоптоза, активируются в ЦНС во время острого нейропсихиатрического расстройства. Лечение с помощью FK506 — ингибитора каспазы, снижало уровень демиелинизации. Снижение FK506 апоптоза олигодендроцитов также было подтверждено на модели повреждения спинного мозга мышей (SCI) и in vitro, что позволяет предположить, что ингибирование каспазы защищает олигодендроциты от апоптоза. Однако, учитывая тот факт , что FK506 также является сильным иммунодепрессантом, обычно используемым для регуляции отторжения трансплантата , и что опосредованный каспазой апоптоз является необходимым процессом в противоопухолевом иммунитете , использование этого лекарственного средства и других ингибиторов каспазы для длительного лечения демиелинизирующих заболеваний нежелательно.
Статины — это широко используемый класс лекарств, снижающих уровень холестерина . Помимо способности уменьшать атеросклероз, было показано, что статины обладают множеством противовоспалительных и нейропротекторных эффектов в ЦНС. В модели SCI, сопровождаемой демиелинизацией, исследователи обнаружили, что лечение аторвастатином снижает апоптоз олигодендроцитов и демиелинизацию, что приводит к значительному улучшению двигательной активности .
Поврежденные клетки мозга взрослого восстанавливаются, возвращаясь к началу
При кортикоспинальных повреждениях мозга в мышиной модели взрослые нейроны начинают естественный процесс регенерации, возвращаясь к эмбриональному состоянию, и эта регенерация поддерживается удивительным геном, — пишет eurekalert.org со ссылкой на Nature.
Когда взрослые клетки мозга получают травмы, они возвращаются в зародышевое состояние, — выяснили исследователи из Калифорнийского медицинского университета в Сан-Диего совместно с коллегами из других стран. Ученые сообщают, что в зародышевом состоянии клетки способны повторно выращивать новые соединения, которые при правильных условиях могут помочь восстановить утраченную функцию.
Восстановление повреждений головного и спинного мозга может быть самой сложной задачей медицинской науки. До недавнего времени это казалось невыполнимой задачей. В новом исследовании изложена «транскрипционная схема регенерации в мозге взрослого человека».
«Используя невероятные инструменты современной нейробиологии, молекулярной генетики, вирусологии и вычислительной математики, мы впервые смогли определить, как весь набор генов во взрослой клетке мозга перезагружается для регенерации. Это дает нам фундаментальное понимание как на транскрипционном уровне происходит регенерация», — сказал старший автор Марк Тушински, доктор медицинских наук, профессор нейробиологии и директор Института трансляционной нейронауки Медицинского факультета Калифорнийского университета в Сан-Диего.
Читайте также: Ткани классического стиля одежды
Используя модель мыши, Тушински и коллеги обнаружили, что после травмы зрелые нейроны в мозге взрослого человека возвращаются в эмбриональное состояние. «Кто бы мог подумать, — говорит Тушински. — Всего 20 лет назад мы думали о мозге взрослого как о статичном, окончательно дифференцированном, полностью сформировавшемся и неизменном».
Но работа Фреда «Расти» Гейджа — доктора философии, президента и профессора Института биологических исследований Солка и адъюнкт-профессора в Калифорнийском университете в Сан-Диего и других ученых, обнаружила, что новые клетки мозга на протяжении всей жизни появляются в гиппокампе и субвентрикулярной зоне.
«Наша работа еще более радикализует эту концепцию, — сказал Тушински. — Способность мозга восстанавливать или заменять свои клетки не ограничивается только двумя областями. Так, когда повреждена клетка коры головного мозга взрослого человека, она превращается (на уровне транскрипции) в эмбриональный кортикальный нейрон. И в этом обратном, гораздо менее зрелом состоянии, нейрон может вырастить аксоны, если ему предоставлена среда для роста. На мой взгляд, это самая выдающаяся особенность исследования и это просто шокирует».
Чтобы обеспечить «благоприятную среду для выращивания аксонов», Тушински и его коллеги исследовали, как поврежденные нейроны реагируют на повреждение спинного мозга. В последние годы исследователи значительно расширили возможности использования привитых нервных стволовых клеток для стимулирования восстановления травм спинного мозга и восстановления утраченной функции в основном путем побуждения нейронов расширять аксоны через место травмы, восстанавливая разрыв отрезанных нервов.
В прошлом году, например, междисциплинарная команда во главе с доктором наук Коби Коффлером, доцентом нейробиологии Тушински, и доктором наук Шаоченом Ченом описала использование 3D-печатных имплантатов для стимулирования роста нервных клеток при повреждениях спинного мозга у крыс, восстановления связей и потерянных функций.
Последнее исследование подарило второй сюрприз: в стимулировании роста и восстановления нейронов один из важнейших генетических путей включает ген Хантингтина (HTT), который при мутировании вызывает болезнь Хантингтона — разрушительное расстройство, характеризующееся прогрессирующим разрушением нервных клеток в мозге.
Команда Тушински обнаружила, что «регенеративный транскриптом» — коллекция молекул РНК-мессенджера, используемых кортикоспинальными нейронами — поддерживается геном HTT. У мышей, генетически сконструированных с отсутствием гена HTT, после повреждения спинного мозга была снижена регенерация нейронов.
«Несмотря на то, что уже была проделана большая работа для понимания, почему мутации Хантингтина вызывают заболевание, гораздо меньше было известно о роли в этом Хантингтина, — сказал Тушински. — Наша работа показывает, что Хантингтин необходим для ускорения восстановления нейронов головного мозга. Таким образом, можно было бы предсказать, что мутации в этом гене приведут к потере способности взрослого нейрона к самовосстановлению. Это, в свою очередь, может привести к медленной дегенерации нейронов, что вызывает болезнь Хантингтона.
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом