- Источник:
- Chinnapong/Getty Images
Современная медицина научилась справляться со многими видами рака и другими тяжелыми болезнями, но нейродегенеративные заболевания, такие как болезнь Альцгеймера, остаются неизлечимыми. Существующая терапия способна замедлить их развитие, однако тот урон, который уже нанесла болезнь, не исправить: мозг взрослого человека не способен заменять утраченные нейроны.
Поэтому ученые не перестают искать лекарство, которое восстановит пораженный мозг. Одним из таких средств может стать особый гель, который создали ученые-фармацевты из Университета Южной Каролины.
В своих разработках исследователи использовали ими же созданную технологию под названием «наноластик». Этот «ластик» они применили для астроцитов — клеток звездообразной формы, выполняющих ряд важных функций. Астроциты поддерживают нейроны, участвуют в обмене веществ и помогают сохранять нормальную работу нервной ткани. Сам же «наноластик» — это антитело, которое, не меняя генов астроцитов, удаляет из них особый белок PTBP1.
Авторы предположили: удаление белка из астроцитов превратит их в нейроны взамен утраченных. По крайней мере, они смогли добиться этого в опытах на мышах.
А чтобы «наноластик» сработал, в помощь ему ученые создали специальный полимерный гель, способный преодолевать гематоэнцефалический барьер — защитную систему, которая ограничивает проникновение многих веществ из крови в мозг. И хотя этот барьер необходим для здоровья мозга, он же причина того, что лекарства от болезней мозга малоэффективны.
Итак, гель помогает доставить «ластик» через барьер. А далее, оказавшись внутри клеток, антитело связывается с белком PTBP1 и запускает механизм его разрушения.
Что показали эксперименты
Сначала ученые испытали технологию на человеческих астроцитах, выращенных в лаборатории. Эксперименты показали: уже через несколько дней клетки потеряли характерную звездообразную форму и сформировали длинные отростки, по которым нейроны передают сигналы.
Кроме того, в клетках увеличивалось количество белков, характерных для нейронов. Впоследствии они продемонстрировали электрическую активность, то есть приобрели некоторые свойства нервных клеток.
Похожие изменения исследователи увидели в миниатюрных моделях мозга, выращенных из человеческих стволовых клеток.
Следующим этапом стали эксперименты на мышах с болезнью Альцгеймера. Грызунам ввели две внутривенные дозы геля с интервалом в восемь дней. Спустя четыре недели тесты показали, что память животных окрепла. Кроме того, мыши лучше справлялись со строительством гнезд, что ученые сравнивают с повседневными бытовыми задачами, которые выполняют люди. Больные же мыши без лечения утратили этот навык гнездования.
Плотность нейронов у мышей, получавших дозы геля, увеличилась. Однако есть проблема: астроциты, которые превратились в нейроны, сами по себе необходимы для нормальной работы мозга. Поэтому ученым предстоит выяснить, не приведет ли длительное снижение уровня PTBP1 к нежелательным последствиям.
Прежде чем начнутся клинические испытания на пациентах с болезнью Альцгеймера, исследователям придется провести еще множество проверок геля, в том числе на приматах.
Однако ученые уверены: их изобретение — это «мощный инструмент», который впоследствии сможет обратить вспять прогрессирование болезни Альцгеймера.
«Будущие исследования будут сосредоточены на оптимизации дозировки, оценке безопасности и изучении того, как новые нейроны вписываются в нейронные цепи», — говорится в исследовании, опубликованном в журнале Cell Biomaterials.