07.06.2016 13:36 Замена больных на здоровые мозговые клетки замедляет болезнь Хантингтона

Исследователи успешно уменьшили симптомы и замедлили прогрессирование болезни Хантингтона у мышей, используя здоровые клетки человеческого мозга. Результаты, которые были опубликованы сегодня в журнале Nature Communications, могут в конечном итоге указать на новый метод лечения болезни.

Исследование предполагало имплантацию животным клеток человеческой глии (клетками нервной ткани, не являющимися нейронами), полученными из стволовых клеток. Одна из ролей глии, важная для поддержки клеток в мозге, является, как правило, здоровье нейронов, и выводы исследования показывают, что замена глии у больной мыши на здоровые человеческие клетки подавляло на развитие болезни и защитила нервные клетки от опасности смерти.

«Роль, которую играют клетки глии в развитии болезни Хантингтона, никогда не изучалась», - сказал Стив Голдман, доктор философии, содиректор Центра трансляционной нейромедицины Университета Рочестерского. «Это исследование показывает, что эти клетки являются не только важными субъектами болезни, но также могут служить ключом к новым стратегиям лечения».

Болезнь Хантингтона - наследственное нейродегенеративное заболевание, которое наиболее тесно связано с потерей специфических нервных клеток в головном мозге, которая играет критическую роль в моторном контроле, называемом средними колючими нейронами (MSN). Со временем болезнь приводит к неконтролируемым движениям, проблемам с координацией, когнитивному упадку и депрессии. В настоящее время нет способа замедлить или изменить эту смертельную болезнь.

Большая часть урона от болезни Хантингтона встречается в области мозга, называемой стриатумом. Исследователи отметили, что в результате болезни средние колючие нейроны в стриатуме умирают, а соседние глиальные клетки, называемые астроцитами, также болеют и не функционируют должным образом. Однако было неясно, влияли ли больные астроциты на признаки и симптомы болезни.

Исследователи провели серию экспериментов, в которых они выделили человеческие глиальные предшественники - клетки центральной нервной системы, которые приводят к возникновению астроцитов - как из эмбриональных стволовых клеток, так и из ткани головного мозга, и имплантировали клетки в полосатое тело мозга мышей с болезнью Хантингтона. В соответствии с предшествующими исследованиями они заметили, что полученные астроциты человека вытеснили нативные клетки глии, что привело к появлению мышей с нативными нейронами, но с человеческими глиями.

Исследователи обнаружили, что человеческая глия, трансплантированная в мышей с мутацией болезни Хантингтона, показала, что нейроны более здоровы и продлевают выживаемость животных. Они также провели серию тестов, предназначенных для измерения поведения животных, памяти и моторных навыков, а мыши с здоровой человеческой глией выполняли тесты значительно лучше, чем необработанные мыши с болезнью Хантингтона.

И наоборот, когда здоровым мышам была имплантирована человеческая глия, несущая генетическую мутацию, которая вызывает Хантингтон, у животных проявлялись симптомы заболевания.

Исследователи считают, что здоровая человеческая глия способна существенно стабилизировать и, возможно, даже спасти нейроны, восстановив нормальную сигнальную функцию, которая теряется во время болезни. Комплексная серия химических взаимодействий должна возникать, когда нервные клетки возбуждаются и общаются со своими соседями. Эта деятельность требует, чтобы нейроны постоянно настраивали и балансировали концентрацей важных химических веществ, таких как калий, который участвует в нейронном возбуждении. Средние колючие нейроны становятся более возбужденными при болезни Хантингтона из-за генетического дефекта, который предотвращает попадание калия в клетки в достаточном количестве - заболевание, которое приводит к нарушениям моторного контроля и когнитивным симптомам болезни и вызывает токсическую цепную реакцию, которая в конечном итоге убивает нерв клетки.

Одна из ролей астроцитов состоит в том, чтобы функционировать как губка и поглощать калий из окружающих нейроны пространства и создавать среду, которая предотвращает гиперактивность нейронов. Тем не менее, эта функция нарушается в глии при болезни Хантингтона. Ученые обнаружили, что пересаженные здоровые глии смогли восстановить нормальное поглощение калия и тем самым восстановить нормальную активность нейронов и спасти клетки, которые в противном случае могли бы погибнуть от гиперчувствительности.

Поскольку клетки глии, как было показано, мигрируют и размножаются по всему мозгу после имплантации, эти данные могут означать потенциальный новый подход к спасению нервных клеток, которым угрожает болезнь.

«Частичное компенсация недостатков, которые мы наблюдали в этом исследовании, говорит нам о наличии значительного глиального компонента в болезни Хантингтона и о том, что мы сможем улучшить функционирование и замедлить прогрессирование с помощью глиальных трансплантатов», - сказал Голдман.

Дополнительные соавторы исследования: Абдельалиф Бенрайсс, Су Ван, Стефани Хэрлингер, Сяоцзе Ли, Девин Чандлер-Милителло, Джозеф Мосери, Хейли Бурм, Майкл Тонер, Цилу Сюй, Фэнфей Динг, Фушун Ван, Нин Кан, Марта Виндрем и Майкен Недергаард из Рочестерского университета, Михаилом Осиповичем из Копенгагенского университета, Цзянь Кангом из Нью-Йоркского медицинского колледжа и Полом Кертином и Даниэлой Бруннер из Psychogenetics, Inc. Голдман и Недергаард ведут лаборатории как в Рочестерском университете, так и в Университете Копенгагена. В исследовании участвовали средства Фонда CHDI, Национального института здоровья, Благотворительного фонда Лейлы Ю. и Г. Гарольда Мазерса, Исследовательской программы стволовых клеток штата Нью-Йорк и доктора Мириам и Шелдона Г. из Исследовательского медицинского фонд Адельсона.

Источник: urmc.rochester.edu