Нервные клетки можно восстановить
Зрелые стволовые клетки - это недифференцированные клетки, которые можно найти в теле в процессе эмбрионального развития.Они предназначены для замены умирающих клеток и регенерации поврежденных тканей и известны как соматические стволовые клетки. Их можно обнаружить как в теле ребенка, так и в теле взрослого.
Зрелые стволовые клетки могут быть обнаружены в различных частях мозга и многие верят, что при надлежавшей стимуляции они могут производить новые клетки мозга, на замену потерянных вследствие болезни или травмы. Это и показала работа ученых Университета Ирвина. Им удалость активировать зрелые стволовые клетки в мозге млекопитающего.
Пример уверенно демонстрирует, что стволовые клетки в мозге млекопитающего - это эпендимные клетки, которые ограничивают желудочки мозга и спинного мозга, а не клетки субвентрикулярной зоны, как ранее считали биологи. Желудочки мозга - это камеры, заполненные жидкостью, которая поддерживает ткани мозга, и слой эпендимных клеток ограничивает эти желудочки.
Знать место возникновения стволовых клеток - очень важно в развитии терапии, основанной на воздействии на эти клетки. Так же, знание того, что "дремлющие" в нормальном состоянии клетки можно заставить делиться, может стать основой для будущей терапии, при которой собственные стволовые клетки пациента смогут производить новые клетки мозга для лечения невралгических расстройств и повреждений, таких как болезнь Паркинсона, сотрясение или травматическое повреждение мозга.
"Для подобной терапии нам необходимо знать, какие клетки в теле необходимо активировать, чтобы их производные клетки имели все необходимое для замены поврежденных или потерянных клеток", - говорит Дариус Глизон (Darius Gleason), ведущий автор работы. "Наше открытие - очень обещающее достижение в терапии стволовых клеток".
Стволовые клетки - это "базовые ячейки", из которых получаются все специализированные клетки в человеческом теле. Если исследователи смогут контролировать воспроизведение и дифференциацию стволовых клеток, они смогут использовать их для замены поврежденных тканей.
Одно направление исследований в области стволовых клеток - это их трансплантация, которая включает введение в тело здоровых клеток, которые могут генетически совпадать или не совпадать с клетками пациента. Трансплантация несовпадающих клеток требует использования подавляющих иммунитет лекарств, для предотвращения отторжения клеток телом.
Но использование собственных клеток пациента устранит необходимость в трансплантации и использовании иммуноподавляющих лекарств. Это может быть гораздо лучшей альтернативой трансплантации. Эпендимные клетки ограничивают наполненные жидкостью желудочки, таким образом, лекарство для активации стволовых клеток, теоретически, может распространяться по средствам этой жидкости прямо к стволовым клеткам.
"Эти клетки уже соответствуют другим клеткам мозга полностью, так как имеют тот же генетический код. Это большое преимущество по сравнению со всеми другими методами, которые используют клетки донора. Все что мы делаем - это помогаем телу самому восстановить себя, а не изобретаем новые способы", - говорит Глизон.
В этой работе Глизон и Питер Брайант (Peter Bryant) - профессор эволюционной и клеточной биологии - использовали крыс, обработанных специальным образом, чтобы получить аналог болезни Паркинсона. Они специально подготовили такой тип крыс, так как в предыдущей работе сотрудника Университета Ирвина - Деймса Фэллона (James Fallon) - у крыс с поврежденным мозгом начинался быстрый и обширный процесс восстановления и миграции клеток, а так же значительно улучшались моторные функции, как только им давали небольшое количество белка.
Сначала исследователи Университета Ирвина хотели просто определить расположение стволовых клеток в крысах, пытаясь найти поляризованные клетки, которые имеют различные наборы белков на противоположенных концах, и при делении этой клетки она может производить различные виды клеток. Поляризованность приводит к ассиметричному делению клеток, которое дает одну клетку идентичную родительской, а другую клетку - запрограммированную превратиться в какой-то другой клеточный тип. Ассиметричное клеточное деление - характерная черта стволовых клеток.
К образцам тканей мозга крыс исследователи применили антитела, чтобы идентифицировать белки, которые могут быть вовлечены в ассиметричное деление клеток, и обнаружили поляризацию в эпендимных клетках. "Не может быть еще более ясного и четкого доказательства, чем то, что мы получили. Мы обнаружили, что только эпендимные клетки имеют ассиметричное деление и, следовательно, только они могут быть стволовыми клетками", - говорит Глизон.
Затем, они дали крысам лекарство, чтобы вызвать деление клеток и наблюдали состояние их мозга с интервалами от 1 до 28 дней после лечения. Через каждый интервал ученые подсчитывали количество клеток, которые делились в эпендимном слое. Они обнаружили наибольшую долю делящихся клеток через 28 дней, когда практически одна четвертая всех эпендимных клеток участвовала в делении. В предыдущих работах ученым удавалось принудить к делению только несколько клеток эпендимного слоя.
"Одна из трактовок в предыдущих работах была таковой, что стволовые клетки рассеянны по эпендимному слою, и их трудно локализовать", - говори Браянт, - "Но мы полагаем, что эпендимные клетки и есть стволовые клетки, и что каждая из них может быть активирована и способна к делению".
Исследователи все еще не знают, что вынуждает клетки к делению на молекулярном уровне, но изучение этого процесса, а так же способов его контроля, может привести к появлению безлопастной и эффективной терапии на клеточном уровне.