Сенсорные интернейроны получили из стволовых клеток мыши

В последнее время были сделаны определенные успехи в терапии повреждений спинного мозга с помощью стволовых клеток. Однако усилия были в основном направлены на восстановление подвижности, а не ощущений. В передаче соматосенсорной информации участвуют сенсорные интернейроны (dI), находящиеся в спинном мозге. Каждая популяция dI (dI1–6) отвечает за различные ощущения — прикосновение, давление, боль, зуд, растяжение, тепло. Клеточная терапия спинного мозга должна будет восстановить все эти популяции. В 2018 году ученые из США впервые получили сенсорные интернейроны из человеческих эмбриональных и индуцированных плюрипотентных леток. Тогда им удалось получить только некоторые популяции клеток. В новой работе, опубликованной в Cell Reports, та же группа ученых пошла дальше. Они представили детальный протокол, с помощью которого можно получить все шесть популяций dI, используя эмбриональные стволовые клетки мыши.

Авторы адаптировали протокол, который используется в получении вентральных спинальных нейронов. При обработке эмбриональных стволовых клеток мыши основным фактором роста фибробластов и агонистом Wnt CHIR около 90% клеток превращались в нейромезодермальные клетки-предшественники (NMP). После этого NMP обрабатывали ретиноевой кислотой с BMP4 и без; судьба клеток зависела от времени и порядка добавления веществ.

Полученные клетки изучили с помощью секвенирования РНК единичных клеток. Показали, что около 30% клеток определялись как подвергнутые стрессу и кластеризовались отдельно, 2–4% клеток были плюрипотентными стволовыми, 5–8% не были нейронами, а оставшиеся 60% были нейрональными клетками-предшественниками (NPC) и дифференцированными нейронами. В зависимости от используемого протокола преобладали либо популяции dI4–dI6 либо dI1–dI3. Изучив транскриптом полученный нейронов, авторы не только предсказали их функции, но и показали, что они похожи на естественные интернейроны.

Также авторы изучили механизм преобразования клеток под действием ретиноевой кислотой и BMP. Они показали важную роль Wnt/β-катенин-сигналлинга в этих процессах.

Ученые идентифицировали уникальные маркеры на поверхности нейронов шести популяций, что позволяет получать их чистые культуры. Модифицируя протокол, они продемонстрировали возможность производства большого количества интернейронов, которые потребуются в клинике.

Открытие важно не только для лечения повреждений спинного мозга. Авторы говорят о том, что можно, например, изолировать интернейроны, отвечающие за передачу болевого импульса, с целью поиска препаратов, воздействующих на них. Таки образом можно будет бороться с хронической болью. В настоящее время ученые работают над тем, чтобы повторить процесс на человеческих клетках.