Взрослый мозг оказался способен к самовосстановлению лучше, чем считали ученые

Ученые из Цюрихского университета обнаружили, что взрослый мозг обладает гораздо большей способностью к самовосстановлению после травм и некоторых аутоиммунных заболеваний, чем считалось ранее. В экспериментах на мышах исследователи выяснили, что специализированные вспомогательные клетки могут заселять поврежденные участки мозга необычным способом — вместо того чтобы перемещать целые новые клетки, они отправляют в зону поражения новые клеточные ядра.

Глиальные клетки играют важнейшую вспомогательную роль в мозге. Особый тип этих клеток — астроциты, названные так из-за своей звездчатой формы, — необходим для здоровой работы нейронов. Они снабжают нервные клетки питательными веществами, помогают регулировать кровоток и поддерживают общее здоровье мозговой ткани.

Долгое время считалось, что после разрушения астроцитов взрослый мозг не может полностью их восстановить. Такая потеря происходит при черепно-мозговых травмах и аутоиммунных заболеваниях, например при редком расстройстве спектра оптиконевромиелита, когда антитела организма атакуют и разрушают астроциты.

Исследование, проведенное под руководством Бруно Вебера, выявило в мозге живых мышей специализированную популяцию «регенеративных» астроцитов. Эти клетки собираются по краям поврежденных областей и помогают восстановить утраченную сеть астроцитов. «Результаты нашего исследования раскрывают ранее неизвестную способность взрослого мозга к самовосстановлению. Они указывают на новые способы поддержки восстановления при заболеваниях, связанных с потерей астроцитов», — отмечает Вебер.

Чтобы проследить за процессом восстановления, исследователи использовали двухфотонную микроскопию, наблюдая за мозгом живых мышей в реальном времени в течение нескольких недель. Они также отслеживали, какие гены активируются в разных областях мозга. Регенеративные клетки не просто делятся — они осуществляют необычный процесс, при котором новые ядра дочерних клеток перемещаются на значительные расстояния через астроциты к поврежденной области. «Они отправляют новые ядра своих дочерних клеток скользить на большие расстояния, чтобы заселить поврежденную область мозга и связать сеть астроцитов воедино», — объясняет Вебер.

Обнаружение того факта, что клеточные ядра могут перемещаться через длинные отростки взрослых астроцитов в поврежденную ткань, добавляет новое измерение в понимание того, как мозг организует собственное восстановление. Если исследователи научатся избирательно активировать эти механизмы, они смогут способствовать более эффективному восстановлению поврежденной мозговой ткани и улучшению исхода при некоторых заболеваниях мозга.

Команда также идентифицировала множество генов и сигнальных путей, которые временно активируются во время процесса восстановления. «Нам удалось выявить многочисленные гены и сигнальные пути, которые временно активируются во время восстановления. В будущем они могут стать отправными точками для воздействия на процессы регенерации после болезней и травм», — подчеркивает Вебер.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Neuroscience.