Биологи из США открыли набор из трех гормонов, заставляющих нервные окончания срастаться, и использовали его для того, чтобы полностью избавить мышей от частичного паралича после инсульта или перелома позвоночника, говорится в статье, опубликованной в журнале Neuron.
«Когда мы ввели этот коктейль в мозг животного, мы увидели две вещи – вполне ожидаемую и неожиданную. Как мы и ожидали, аксоны начали расти в спинном мозге животных. С другой стороны, нечто подобное начало происходить и в подкорковом пространстве в головном мозге мышей. Как именно это влияет на восстановление подвижности, мы пока не знаем», — рассказывает Чжиган Хэ (Zhigang He) из Гарвардского университета (США).
За последние годы ученые достигли частичного восстановления подвижности конечностей после травмы позвоночника в опытах на крысах и мышах, используя электростимуляцию поврежденной части спинного мозга и особую «зарядку», а также инъекции стволовых клеток.
Проблема заключается в том, что подобное восстановление не возвращало грызунам полный контроль над конечностями – они могли совершать рефлексивные движения, но не могли осознанно управлять движениями. Это происходило по той причине, что данные методики лечения спинного мозга не приводили к восстановлению так называемых кортикальных аксонов – нервных окончаний, соединяющих центры движения в головном мозге со спинным мозгом.
Хэ и его коллеги фактически случайно открыли первый действенный способ достичь полного восстановления подвижности тела, экспериментируя с различными гормонами и сигнальными молекулами, которые управляют ростом окончаний нейронов в здоровой нервной системе людей и других млекопитающих.
Как рассказывают ученые, подобная идея пришла к ним в голову во время наблюдений за тем, как восстанавливается зрение мышей, чья сетчатка и другие части глаза были повреждены в ходе других экспериментов. Тогда ученые заметили, что клетки глаз выделяют несколько белков, которые заставляют нервные клетки формировать новые окончания и соединяться с выжившими рецепторами сетчатки, что приводило к частичному или полному восстановлению зрения.
Это открытие натолкнуло ученых на мысль, что нейроны спинного или даже головного мозга можно заставить формировать новые связи, если насильно «включить» гены IGF1 и OPN, отвечающие за производство этих молекул. Руководствуясь этой идеей, биологи создали специальный ретровирус, который производил подобную операцию, и проверили его работу на мышах.
Как показали опыты на мышах, у которых ученые частично разрезали спинной мозг или провоцировали искусственный инсульт, комбинация этого вируса, и синтетического гормона 4-AP-3, стимулирующего рост нервных окончаний, заметно ускорила и улучшила их восстановление после травмы.
Примерно через три месяца после начала лечения мыши не только начали совершать рефлекторные движения, но и осознанно контролировать движение своих лап на той стороне тела, которая была парализована в результате действий ученых. По словам медиков, грызуны почти так же ловко взбирались по сложным лестницам, как и их здоровые сородичи, совершая лишь на 10% больше ошибок.
Секрет этого успеха, как отмечает Хэ, заключался в добавлении 4-AP-3 к вирусу – без этой молекулы мыши не приобретали способности осознанно управлять движением ног, и новые связи между их спинным мозгом и корой головного мозга не формировались. Что интересно, эти связи не играли существенной роли в излечении от паралича – их блокировка ухудшила, но не лишила мышей способности двигать своими лапами.
Несмотря на отсутствие полного понимания, Хэ и его коллеги полагают, что подобная терапия уже сейчас могла бы помочь многим людям вернуть себе способность передвигаться самостоятельно. По его словам, сейчас его команда ищет возможности по проведению доклинических и клинических испытаний с участием добровольцев.
Источник
