Частично слепые частично прозрели

Офтальмологам удалось совершить прорыв в области восстановления зрительной функции. Они смогли частично вернуть зрение слепым мышам, сообщает Nature@News.

Животные, на которых проводился эксперимент, страдали от болезни глаз, вызванной потерей фоторецептора (эту линию мышей специально вывели для подобных экспериментов). Подобное заболевание, характерное в большей степени для пожилых особей, приводит к слепоте. И единственный способ лечения его – восстановить работу «палочек» и «колбочек». Грубо говоря, заменить «перегоревшие» фоторецепторы новыми, дееспособными. Правда, делавшиеся до сих пор попытки трансплантировать в сетчатку глаза несформировавшиеся стволовые клетки ни к каким успехам не привели. Они почти никогда не развиваются в организме до нормальных фоторецепторов. Соответственно, у офтальмологов до сих пор не было никаких гарантий, что после пересадки стволовых клеток у пациента восстановится зрение.

В ходе нового исследования ученые решили пересаживать не универсальные стволовые клетки, а те, что уже начали трансформацию в фоторецепторы.

В поисках оптимальных для трансплантации клеток экспериментаторы во главе с профессором Анандом Сварупом из Мичиганского университета извлекали сетчатку глаза здоровых мышей. Причем как у эмбрионов, так и у только что родившихся мышат.

«Мы забирали клетки очень осторожно и крайне быстро трансплантировали их в сетчатку глаза взрослой особи. Соответственно, мы причинили минимальные повреждения и окружающим тканям, и пересаживаемому материалу», – рассказал один из авторов проекта, хирург-офтальмолог из лондонского госпиталя глазной медицины Мурфилдс доктор Роберт Макларен.

В результате эксперимента выяснилось, что клетки, изъятые у мышей двухдневного возраста, лучше всего принимаются сетчаткой и имеют наибольшее шансов трансформироваться в новые фоторецепторы. Мыши, которым трансплантировали данные зародышевые клетки, действительно начинали видеть. Во всяком случае, зрачки мышей реагировали на световые раздражители. Правда, если верить Nature@News, дело обстояло так, когда клетки вводились частично слепым мышам (partially blind mice). Как реагировали на свет мыши до операции, не сообщается.

Тем не менее авторы работы говорят, что эффект улучшения зрения есть. По всей видимости, он связан с тем, что в клетках-предшественниках к моменту пересадки уже начал вырабатываться родопсин. То есть они почти достигли конца трансформации, однако ещё не завершили её.

По словам доктора Макларена, эксперимент впервые напрямую доказал, что пересаживать готовые фоторецепторы возможно. Конечно, крайне трудно сейчас представить себе аналогичные донорские человеческие клетки: они достигают аналогичного состояния уже на первом-втором триместре беременности. Так что придётся медикам выращивать необходимые клетки, используя при этом материал стволовых клеток взрослых или эмбрионов.

Правда, в научной публикации выводы группы Макларена гораздо более осторожны:

«Ясно, что указанные стволовые клетки корректно приживаются в сетчатке. Однако никаких доказательств в подтверждение того, что восстанавливаются нервные связи между сетчаткой и мозгом, получить не удалось».

Тем не менее в перспективе предложенный метод может привести к лечению слепоты. Несмотря на слабое восстановление зрения у подопытных мышей, сделано главное – опровергнуто утверждение, что зрелая сетчатка регенерации не поддается.

Активное запоминание убивает нейроны

Сотрудники Университета Джона Хопкинса вычислили белок, контролирующий процесс долговременного запоминания. Им оказался уже известный нейрофизиологам белок Arc. Он присутствует в мозгу большинства живых существ и, как известно на данный момент из работ Массачусетского университета, способствует настройке нейронов в ответ на зрительные раздражения. Исследование о новых свойствах Arc опубликовано в выпуске журнала Neuroscience («Неврология») за 9 ноября 2006 года.

«Например, человек решил бросить курить и смог избавиться от пагубного желания дома, на работе и на улице, – поясняет механизм действие Arc один из авторов работы, профессор неврологии Пол Ф. Уорлей. – Но, как только он оказывается в баре со стаканом алкоголя в руках, его мозговые клетки немедленно формируют ассоциации, вызывающие страстное желание покурить. Эти виды ассоциаций, которые сохраняются долгое время, вызваны процессами долговременного запоминания в нашем мозгу».

Несколько лет назад Уорлей и его сотрудники проводили исследования с лабораторными крысами и обнаружили, что мозг животных во время бодрствования вырабатывает больше белка Arc (впрочем, тут они были не первыми). Нейрофизиологи попытались найти белки, с которыми Arc взаимодействует или на которые он влияет.

Таких оказалось два – динамин и нейрофилин. Оба связаны с транспортом вещества из клетки и в клетку.

«Транспорт химических соединений – это основной процесс жизнедеятельности большинства клеток мозга, – подчеркнул Уорлей. – Воспоминания формируются именно тогда, когда нервные клетки связываются и взаимодействуют с другими нервными клетками. И чем сильнее эти взаимодействия, тем ярче воспоминания».

Когда две нервные клетки контактируют друг с другом, первая выпускает в межклеточное пространство нейромедиатор. Соседняя клетка содержит на своей поверхности белки-рецепторы, которые связываются с высвобожденным веществом. Затем клетка удаляет рецептор со связанным веществом в глубь клеточного пространства. Чем больше рецепторов на поверхности клетки, тем сильнее суммарный сигнал.

Ученые выяснили, что оба белка, с которыми взаимодействует Arc, играют основную роль в процессах удаления рецепторов со связавшимся веществом.

Кроме того, похоже, Arc через них контролирует и процессы экспонирования рецепторов на поверхность.

Для проверки своей гипотезы исследователи модифицировали Arc так, что он стал не способен связываться с обоими белками.

В итоге клетки не смогли экспонировать на поверхность больше рецепторов, чем у них есть в неактивированном состоянии.

Наоборот, добавление большего количества Arc к клеткам вызывало противоположный процесс: клетки гиперактивно поглощали рецепторы со своей поверхности. «Теперь мы знаем, что животные, испытывающие недостаток белка Arc, живут только здесь и сейчас. Они что-то запоминают на короткий период, но завтра им придётся учить все это заново», – сказал Уорлей.

Правда, Уорлей добавил, что не стоит думать об инъекциях Arc как о панацее от беспамятства: «К сожалению, излишнее перевозбуждение клетки ведет к ее смерти. И, если убрать контроль перевозбужденного состояния, может измениться весь процесс запоминания информации, – отметил учёный.

– Мы надеемся, что лучшее понимание процесса формирования воспоминаний откроет путь для полного забывания таких ассоциаций, как, например, привычка курить, сидя в баре».