Учёные обнаружили неожиданный механизм, с помощью которого взрослый мозг может восполнять часть клеток, утраченных из-за травмы или заболевания. Наблюдения за живыми мышами показали, что особые клетки мозга восстанавливают повреждённые участки, перемещая вновь образованные ядра на большие расстояния. Этот процесс регенерации ранее был неизвестен.
Открытие ставит под сомнение давнее представление о том, что взрослый мозг не способен полностью замещать погибшие астроциты. Эти звёздчатые глиальные клетки поддерживают нейроны: снабжают их питательными веществами, участвуют в регуляции кровотока и сохранении здоровой ткани мозга. Астроциты могут разрушаться при травмах мозга и аутоиммунных заболеваниях, включая редкое расстройство — оптиконейромиелит (нарушение спектра оптиконейромиелита), при котором антитела организма атакуют эти клетки.
Группа исследователей под руководством Бруно Вебера из Цюрихского университета (UZH) выявила в мозге живых мышей особую популяцию «регенеративных» астроцитов. Эти клетки располагаются по краям повреждённой ткани и помогают замещать недостающие астроциты, а также восстанавливать сети, поддерживающие окружающие нейроны. Соруководителями работы выступили Марина Херверт и Маттиас Висс из Института фармакологии и токсикологии университета.
«Результаты нашего исследования раскрывают ранее неизвестную способность взрослого мозга к самовосстановлению. Они указывают на новые пути поддержки восстановления при заболеваниях, связанных с потерей астроцитов», — приводит слова Вебера SciTechDaily.
Чтобы изучить, как протекает этот процесс, специалисты в течение нескольких недель наблюдали за мозгом живых мышей с помощью двухфотонной микроскопии, позволяющей рассматривать клетки внутри живой ткани. Кроме того, они составили карту активности генов в разных областях мозга, чтобы определить астроциты, участвующие в регенерации. Оказалось, что эти клетки не просто делятся, производя замену: новые ядра дочерних клеток движутся по длинным ветвящимся отросткам астроцитов к участкам, где клетки были утрачены.
Как пояснил Вебер, клетки «направляют вновь образованные ядра дочерних клеток в скольжение на большие расстояния, чтобы заселить повреждённую область мозга и снова связать астроцитную сеть воедино». Изучив активность генов во время регенерации, исследователи выявили молекулярные изменения, связанные с восстановлением. По словам Вебера, удалось определить множество генов и сигнальных путей, которые временно активируются при ремонте и в будущем могут стать отправной точкой для воздействия на процессы восстановления после болезней и травм.