Омоложение стволовых клеток головного мозга может стать ключом к будущему лечению рассеянного склероза
Ученые нашли способ сделать старые стволовые клетки головного мозга крыс более молодыми. Это открытие может привести к усовершенствованным методам лечения связанных со старением заболеваний, разрушающих мозг и нервную систему.
Исследование касается клеток-предшественников олигодендроцитов (OPC), которые представляют собой тип стволовых клеток или незрелых клеток. OPC необходимы для здорового функционирования мозга и остальной части центральной нервной системы.
OPC созревают или дифференцируются в олигодендроциты, которые представляют собой клетки, производящие миелиновую оболочку, которая окружает нервные волокна и сохраняет передаваемые ими электрические сигналы.
Разрушение миелина является отличительной чертой рассеянного склероза (РС), и связанные со старением изменения OPC вносят свой вклад в этот процесс. Старение также может снизить функцию OPC у здоровых людей.
Исследователи из Кембриджского университета в Великобритании обнаружили, что увеличение жесткости стареющего мозга ухудшает функцию OPC.
Когда они трансплантировали OPC от старых крыс в мозг более молодых крыс, старые OPC начали функционировать как молодые OPC.
Упрочнение ниши стволовых клеток
В конечном итоге команда установила, что потеря функции OPC была результатом того, что что-то происходило в их микросреде или «нише» стволовых клеток.
«Здесь мы показываем», - пишут авторы в недавнем Природа документ, «что микросреда OPC становится жесткой с возрастом, и что этого механического изменения достаточно, чтобы вызвать возрастную потерю функции OPC».
Похоже, что ниша стволовых клеток отражает связанные со старением изменения в «химических и механических сигналах», которые она посылает находящимся в ней OPCs.
Когда пересаженные старые OPC почувствовали, что находятся в более молодой и мягкой среде, они начали вести себя больше как энергичные, более молодые OPC.
Чтобы изучить происходящее более подробно, команда провела несколько лабораторных экспериментов с OPC и «биологическими и синтетическими каркасами, имитирующими жесткость молодого мозга».
«Молекулярно и функционально омолаживается»
Исследователи заметили, что когда они выращивали старые OPC на каркасах из мягкого материала, они начали вести себя больше как молодые OPC.
Старые ОРС были «омоложены молекулярно и функционально» в результате нахождения на более мягком материале.
И наоборот, размещение молодых OPC на каркасах из более жесткого материала заставляло их вести себя как более старые.
«Мы были очарованы, - говорит соавтор исследования доктор Кевин Дж. Чалут, - увидев, что, когда мы росли молодыми, стволовые клетки мозга функционировали на жестком материале, клетки становились дисфункциональными и теряли способность к регенерации, и в факт начал функционировать как старые клетки ».
Доктор Чалут работает на кафедре физики и в Институте стволовых клеток Кембриджского университета.
Однако он отмечает, что более интересным открытием было наблюдение за тем, как старые ОРС растут в мягком материале, и как «они начали функционировать как молодые клетки - другими словами, они были омоложены».
«Это предлагает новый способ преодолеть возрастную потерю функции этой важной системы стволовых клеток», - добавляет он.
Piezo1 сигнализирует о жесткости ниши
Дальнейшие исследования привели доктора Чалута и его коллег к изучению «механореактивного ионного канала» под названием Piezo1, белка, который находится на поверхности OPC. Они обнаружили, что Piezo1 сообщает OPC, является ли их ниша жесткой или мягкой.
Когда они тестировали реакцию старых OPC без Piezo1, исследователи обнаружили, что стволовые клетки вели себя как молодые OPC, даже когда они росли на более жестком материале каркаса.
Они также обнаружили, что удаление Piezo1 в OPC в мозге старых крыс привело к тому, что стволовые клетки снова начали вести себя так, как будто они снова были молодыми. Клетки возобновили свою нормальную способность к регенерации.
Общество рассеянного склероза, зарегистрированное в Англии и Уэльсе в Великобритании, частично профинансировало исследование. Их директор по исследованиям, доктор Сьюзан Колхас, говорит, что полученные данные «имеют важное значение» для лечения рассеянного склероза.
«РС является безжалостным, болезненным и приводит к инвалидности, поэтому крайне необходимы методы лечения, которые могут замедлить и предотвратить накопление инвалидности с течением времени».
Д-р Сьюзан Колхаа
