Биологи превратили клетки кожи мыши в "заготовки" нейронов

31 января 2012 года

Американские биологи смогли превратить клетки кожи мыши в "заготовки" нейронов, минуя фазу стволовых клеток, и опубликовали рецепт изготовления таких "полуфабрикатов" в статье в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Открытие способно помочь, например, при лечении рассеянного склероза.

Группа ученых под руководством Мариуса Вернига (Marius Wernig) из Стэнфордского университета использовала изобретенную ими технику изготовления клеток-предшественников нейронов для восстановления защитной оболочки, окружающей нервные клетки в мозге мыши.

Верниг и его коллеги уже долгое время работают над прямым превращением фибробластов - клеток соединительной ткани в составе кожи - во "взрослые" нервные клетки или их предшественников. Так, в 2010 году они сделали первый шаг на этом пути, превратив клетки кожи мыши в полноценные нейроны. Они умели вырабатывать и принимать импульсы, а также формировать соединения с другими нервами.

На этот раз биологи разработали способ превращения клеток кожи в специальные "заготовки", способные превращаться в нейроны и другие компоненты нервной системы - астроциты и олигодендроциты.

Команда ученых под руководством Вернига изучала действие 11 генов, заставляющих фибробласты "забыть" свои текущие функции и превратиться в стволовые клетки или другие полуфабрикаты, пригодные для превращения в составляющие нервной системы. Для этого исследователи вставляли комбинации из этих генов в клетки кожи (при помощи специальных ретровирусов) и следили за превращениями.

Оказалось, что сочетания из трех генов, так называемых "факторов роста" Brn2, SOX2 и FoxG1, было достаточно для превращения культуры фибробластов в сообщество "заготовок" нервных клеток через три недели после "заражения".

"Прямое превращение клеток в полуфабрикаты нейронов имеет несколько преимуществ по сравнению с изготовлением "заготовок" из стволовых клеток. В их число входят высокая общая эффективность и относительная однородность колоний готовых клеток. Традиционная методика предполагает очистку культур от остаточных стволовых клеток и "ошибок" превращения, на что уходит много времени и усилий", - пояснил один из авторов статьи Эрнесто Лухан (Ernesto Lujan) из Стэнфордского университета.

Ученые проверили работу этих клеток, попытавшись восстановить нормальную работу мозга новорожденной мыши, у которой был отключен ген, отвечающий за сборку миелиновой оболочки на нервных окончаниях.

Миелин - особое вещество, которое вырабатывается олигодендроцитами в мозге человека и других млекопитающих. Это соединение ускоряет работу нервных окончаний и изолирует их от передачи или считывания "паразитных" электроимпульсов. Отсутствие или частичное разрушение миелиновой оболочки являются причиной рассеянного склероза и множества других расстройств нервной системы.

Биологи ввели в мозг грызуна дозу "заготовок" и проследили за движением и развитием этих клеток в последующие недели. Через 10 недель вставленные клетки превратились в олигодендроциты и начали производить миелин.

Как полагают исследователи, эта техника может стать основой для производства специальных средств, позволяющих лечить рассеянный склероз и другие нарушения нервной системы.