Взрослый мозг способен восстанавливаться лучше, чем считалось ранее

Взрослый мозг, как оказалось, обладает большей способностью к самовосстановлению после травм или некоторых аутоиммунных заболеваний, чем полагали ученые. В ходе экспериментов на мышах исследователи из Цюрихского университета обнаружили, что специализированные клетки-помощники могут необычным способом заселять поврежденные участки мозга. Вместо того чтобы перемещать туда целые новые клетки, они сначала отправляют новообразованные клеточные ядра.

Глиальные клетки выполняют важные поддерживающие и питательные функции в мозге. Один из их типов, известный как астроциты из-за своей звездчатой формы, особенно важен для нормальной работы нейронов. Астроциты обеспечивают нервные клетки питательными веществами, помогают регулировать кровоток и поддерживают общее здоровье мозговой ткани.

Долгое время считалось, что после разрушения астроцитов взрослый мозг не способен полностью их заменить. Такая потеря может произойти после травм головного мозга и при аутоиммунных заболеваниях, таких как редкое расстройство спектра оптиконейромиелита, при котором собственные антитела организма атакуют и разрушают астроциты.

Специализированные астроциты восстанавливают поврежденную мозговую ткань

Исследование, проведенное со-ведущими авторами Мариной Хервет и Матиасом Виссом из Института фармакологии и токсикологии Цюрихского университета (UZH), ставит под сомнение это устоявшееся представление. Исследовательская группа под руководством Бруно Вебера выявила в мозге живых мышей специализированную популяцию «регенеративных» астроцитов.

Эти клетки скапливаются по краям поврежденных участков мозга и помогают восстановить утраченную сеть астроцитов. «Результаты нашего исследования раскрывают ранее неизвестную способность взрослого мозга к самовосстановлению. Они указывают на новые пути поддержки восстановления при заболеваниях, связанных с потерей астроцитов», — отмечает Вебер.

Новые клеточные ядра перемещаются в поврежденные области

Для изучения процесса восстановления исследователи использовали двухфотонную микроскопию, чтобы наблюдать за мозг живых мышей в режиме реального времени в течение нескольких недель. Они также отслеживали, какие гены активируются в различных областях мозга. В совокупности эти методы позволили команде идентифицировать астроциты, ответственные за восстановление поврежденной ткани.

Регенеративные клетки не просто делятся. Они также осуществляют необычный процесс, при котором новообразованные ядра дочерних клеток проходят значительные расстояния через астроциты к поврежденной области. Как поясняет Вебер: «они отправляют новообразованные ядра своих дочерних клеток скользить на большие расстояния, чтобы заселить поврежденную область мозга и восстановить сеть астроцитов».

Новые мишени для регенерации мозга

Выявление того, что клеточные ядра могут перемещаться по длинным отросткам взрослых астроцитов в поврежденную ткань, придает новое измерение в понимании учеными того, как мозг организует собственное восстановление после определенных типов повреждений.

Если исследователям в конечном итоге удастся научиться избирательно активировать эти механизмы восстановления, они смогут способствовать более эффективному восстановлению поврежденной мозговой ткани, восстановлению сетей астроцитов и улучшению восстановления после определенных заболеваний мозга.

Команда также выявила множество генов и сигнальных путей, которые временно активируются в процессе восстановления. Эти биологические сигналы могут стать потенциальными мишенями для будущих усилий по влиянию на регенерацию после болезней или травм.

«Нам удалось идентифицировать многочисленные гены и сигнальные пути, которые временно активируются во время восстановления. В будущем они могут послужить отправными точками для влияния на процессы регенерации после болезней и травм», — подчеркивает Вебер.