NatComm: Зебрафиши удивили способностью восстанавливать спинной мозг

Зебрафиши — это уникальные позвоночные животные, способные восстанавливать повреждённый спинной мозг. Если мы разберёмся, как им это удаётся, то сможем лечить людей с травмами позвоночника.

Это очень важно, ведь такие травмы могут привести к потере чувствительности и способности двигаться.

Учёные из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе изучили, какие клетки участвуют в регенерации спинного мозга зебрафишей и как они взаимодействуют друг с другом. Оказалось, что для восстановления нужны не только стволовые клетки, но и сами отрезанные нейроны. Они должны выжить и адаптироваться. Так что стволовым клеткам, которые обычно считаются главными в процессе регенерации, в данном случае отводится второстепенная роль.

Исследование опубликовано в четверг, 15 августа, в журнале Nature Communications.

Исследователи выяснили, что повреждённые нейроны зебрафиш не погибают после травмы спинного мозга, как это происходит у людей и других млекопитающих. Они меняют свои функции и играют важную роль в процессе заживления.

Мы обнаружили, что у зебрафишей естественным образом происходит восстановление нейронов, которого мы пытаемся достичь у людей.

После травмы у рыб срабатывают защитные механизмы, которые позволяют нейронам пережить травму и затем принять спонтанную пластичность — гибкость функций. Это даёт рыбам время для регенерации новых нейронов и полного восстановления.

Наше исследование позволило выявить генетические мишени, которые помогут нам развить этот тип пластичности в клетках людей и других млекопитающих, — сообщила говорит старший автор исследования Мейсса Мокаллед, доктор философии, доцент кафедры биологии развития.

Мокаллед и её коллеги составили карту регенерации спинного мозга. Они выяснили, что выжившие после травмы нейроны играют ключевую роль в этом процессе. Если их работу подавить, зебрафиши не смогут нормально плавать, хотя у них останутся стволовые клетки для регенерации.

Если у людей или других млекопитающих повреждена нервная ткань спинного мозга, это может привести к гибели нейронов из-за токсичности среды. Именно поэтому попытки лечить такие травмы с помощью стволовых клеток часто оказываются неудачными. Новое исследование предлагает сосредоточиться на спасении повреждённых нейронов, а не на регенерации с помощью стволовых клеток.

Нейроны не выживают без связей с другими клетками, — говорит Мокаллед.

Учёные предполагают, что у зебрафишей отрезанные нейроны могут быстро устанавливать новые связи после повреждения. Это позволяет защитить нейроны от гибели и сохранить их схемы во время восстановления спинного мозга.

Есть некоторые свидетельства того, что эта способность присутствует, но находится в спящем состоянии в нейронах млекопитающих, так что это может стать путем к новым методам лечения, считают исследователи.

Мы надеемся, что изучение генов зебрафишей, которые есть и у человека, поможет защитить нейроны людей от гибели клеток после травм спинного мозга, — сказала она.

Мокалед добавила, что исследование сосредоточено на нейронах, но регенерация спинного мозга сложна. Поэтому её команда составит новый клеточный атлас. Он покажет вклад других типов клеток в регенерацию спинного мозга: глий в центральной нервной системе, клеток иммунной и сосудистой систем. Также они сравнивают результаты зебрафишей с клетками млекопитающих, включая нервную ткань мыши и человека.

Источник фото: https://www.inaturalist.org/observations/140531029

15.08.2024