Нейробиологи сделали огромный шаг вперед в лечении травм мозга

Исследователи уже давно активно пытаются разработать эффективные методы лечения серьёзных повреждений головного мозга. И благодаря многолетней работе удалось значительно приблизить день, когда гибель нервных клеток вследствие черепно-мозговых травм или инсультов перестанет быть необратимой потерей.

Решение этой чрезвычайно сложной задачи предполагало борьбу с крайне серьёзной проблемой — пересадкой донорских нейронов в ткани головного мозга. Стоит отметить, что все нейроны формируют связи друг с другом, ориентируясь на физиологические сигналы, которые наиболее сильно проявляются во время раннего развития мозга. Эти связи сохраняются на всю жизнь и практически не восстанавливаются. Из-за этого даже в случае успешной пересадки нервных клеток они не будут развиваться так, как требуется для восстановления.

Тем не менее, учёным удалось добиться первых успехов.

Эмбриональные нейроны, трансплантированные в поврежденный мозг мышей, смогли образовать соответствующие связи со своими соседями и восстановить функцию, пишут исследователи в статье, опубликованной в минувшую среду в журнале Nature.

К четвертой неделе пересаженные молодые нервные клетки дифференцировались (превратились) в соответствующий для реципиентного участка мозга тип клеток. Пересаженные нейроны нормально функционировали и реагировали на визуальные сигналы, поступавшие по зрительным нервам от глаз. Более того, клетки не формировали аномальные синапсы (соединения или связи нервных клеток — прим. ред.), которые могли бы привести к эпилептическим припадкам.

«Нам удалось найти доказательство концепции пересадки нейронов», — отмечает Магдалена Гётц, нейробиолог из Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана. «Мы подобрали наиболее подходящий тип нейронов в недифференцированном состоянии, выбранный в определенное время, а затем пересадили эти нервные клетки в повреждённый участок мозга, — добавила она. — Было необходимо выяснить, насколько высока вероятность благоприятного исхода в результате подобных манипуляций».

Это открытие является важным шагом вперёд для разработки новых методов восстановления повреждённых участков головного мозга с помощью пересадки других нейронов, считают другие исследователи. При этом по-прежнему остаётся много нерешённых проблем.

«Я в восторге от этого исследования», — заявил Сунил Гандхи из Калифорнийского Университета в Ирвине. «Это свидетельствует о том, что мозг может «встроить» пересаженные нейроны, хотя в природе подобные случаи исключены. Так что подобный прецедент очень интересен для потенциала клеточной терапии стволовыми клетками повреждённых участков мозга».

Однако с появлением более сложных с биологической точки зрения процедур появляются более сложные вопросы. Что если новые клетки превратятся в злокачественные? Что делать, если  сопутствующие операции повреждения головного мозга причинят больше вреда, чем принесёт пользы сама пересадка?

«Для борьбы с последствиями инсульта существует несколько терапевтических направлений, которые включают, в том числе, и поведенческую реабилитацию. В некоторой степени это может помочь справиться с последствиями», — отмечает Гандхи. «Но наши возможности весьма ограничены, что не может не разочаровывать. Альтернатива же заключается в том, что мы можем справиться с последствиями быстро и при этом  столкнуться с нежелательными побочными эффектами», — добавил он.

Нейрофизиолог Чжипинг Панг, сотрудник Ратгерского медицинского колледжа имени Роберта Вуда Джонсона также считает, что основные трудности ещё впереди. «Это абсолютно интересное и захватывающее исследование», — отметил он. «Тем не менее, перенос этой методики в клиническую практику будет сопряжён с высокими рисками. В том числе, под вопросом будет безопасность подобного лечения для пациентов. Нам ещё предстоит проделать огромный путь до момента, когда мы сможем использовать этот захватывающий и основанный на пересадке молодых нейронов метод восстановления нормального функционирования мозга пациента после инсульта», — считает Панг.

Гётц отмечает, что это направление является весьма перспективным для будущих исследований. Но она признаёт, что за пределами лаборатории всё обстоит гораздо сложнее. Механизмы возникновения и развития травм мозга до сих пор не до конца изучены. Они могут возникать в различных местах, включать различные типы нейронов и не сопровождаться воспалением и другими факторами. Гётц выразила надежду, что эти проблемы будут решены.

«На данный момент мы дорабатываем метод в более реалистичной модели травматического и ишемического повреждений головного мозга. Всё, что я могу сказать — результаты выглядят довольно хорошо и обнадёживающе», — добавила она.

Еще одна проблема — это глиальные клетки в головном мозге, которые в норме обволакивают нервные клетки и их отростки и выполняют питательную и изолирующую функции. После травмы головного мозга именно из-за глиальных клеток в месте повреждения образуется участок рубцовой ткани. Поэтому Гётц и её команда изучают потенциал превращения нейроглии в новые нейроны, которые смогут заменить утраченные. Этот подход также сможет решить проблему питания растущих клеток, так как использование эмбриональных нейронов не будет являться практичным вариантом для человека.

Стоит отметить, что некоторые виды трансплантации нейронов уже успешно проводились раньше. Например, страдающие болезнью Паркинсона люди, в головном мозге которых гибнут продуцирующие дофамин нейроны, получили возможность справиться с симптомами болезни благодаря пересадке в мозг новых нейронов, которые будут выделять дофамин вместо погибших клеток. Однако пересаженные нейроны не образовывают связей с другими нервными клетками и не становятся частью нейронных сетей. Впрочем, эти нейроны даже не должны быть человеческими, первая пересадка такого рода была осуществлена с использованием нервных клеток свиньи. Также был распространён метод превращения эпителиальных клеток в плюрипотентные (стволовые — прим. ред.), которые затем внедрялись в мозг и дифференцировались в необходимые нейроны. Отторжение клеток не происходило из-за того, что нейроны были выращены из собственных клеток пациента.