Смесь из простых соединений перепрограммирует клетки глии в новые нейроны

Пораженная нервная ткань у взрослых людей не восстанавливается, так как нейроны не могут делиться. При инсультах, травмах головного мозга, нейродегенеративных заболеваниях отмершие нервные клетки не заменяются. Вспомогательные клетки глии, с другой стороны, делиться могут и, например, при инсультах, формируют рубец в зоне поражения, который предохраняет здоровые нейроны, но и препятствует установлению новых связей между ними.

Идея исследования, результаты которого опубликованы в Stem Cell Reports, — заставить клетки глии, астроциты, дифференцироваться в другой тип, в нейроны. Ранее и группа из Пенсильвании, и другие исследователи, пробовали различные подходы. Так, было продемонстрировано, что глиальные клетки могут быть непосредственно перепрограммированы в функциональные нейроны с помощью одного фактора транскрипции, NeuroD1. Однако для экспрессии этого фактора в мозгу требовался вирусный вектор с его геном и прямая инъекция, что делало предполагаемую терапию очень дорогой. А в 2015 году группа Гуна Чэня (возглавившего и нынешнюю работу) опубликовала данные по перепрограммированию астроцитов в нейроны с помощью коктейля из девяти малых молекул. Сами вещества отбирали по литературе по двум критериям: они должны были ингибировать сигнальные пути в клетках глии, но активировать в нейронах. Эксперимент был успешным, но довольно сложным: вещества требовалось давать в определенной последовательности и по строгому графику.

Сейчас исследователи оптимизировали смесь: для перепрограммирования 70% астроцитов в нейроны в культуре нужно всего четыре малых молекулы: DAPT, CHIR99021, SB431542 и LDN193189. Новые нейроны функциональны,  интегрируются в локальные цепи и живут более 7 месяцев.

Эксперимент продолжили in vivo, сделав единичную инъекцию смеси в головной мозг мышей. Вскрытие после 7 дней показывает, что идет нейрогенез в гиппокампе взрослых животных и перепрограммирование астроцитов в нейроны.

«Моя мечта — разработать простую систему доставки лекарств, вроде таблеток, которые будут помогать при инсультах и пациентам с болезнью Альцгеймера во всем мире продуцировать новые нейроны и восстановить потерянные способности к обучению и памяти», — сказал профессор Чэнь.