Ученые нашли подсказку для восстановления двигательных функций у парализованных благодаря «мини-мозгу»
Формирование нервной системы у человека начинается еще в период внутриутробного развития, причем этот процесс запускается на самых ранних этапах. Нейроны, или нервные клетки, устанавливают соединения, обеспечивающие передачу сигналов между головным и спинным мозгом. Важнейшим элементом каждого нейрона является аксон — «кабель» из нервных волокон, который передает информацию другим нейронам, чтобы активировать сокращение мышц .
В определенный период времени аксоны начинают расти с уменьшающейся скоростью, а повреждения головного и спинного мозга становятся необратимыми. К примеру, при переломе позвоночника, даже после хирургического вмешательства и реабилитации, рефлексы не восстанавливаются, и чувствительность в ногах отсутствует. Тем не менее, исследователи из Великобритании разработали метод, позволяющий людям вновь обретать способность к движению.
Изначально работы над проектом стартовали в 2021 году. На тот момент доктор Андраш Лакатош и его команда создали «мини-мозг» на основе человеческих стволовых клеток. Полученная модель достигла размеров горошины, что позволило специалистам провести первые исследования.
Сейчас команда создала образцы и спинного, и головного мозга — ткани органов получились максимально реалистичными. Впервые ученым удалось обнаружить, что нервные волокна из ткани головного мозга прорастают через зазор и соединяются со спинным мозгом, образуя рабочий контур, который может вызывать сокращение крошечных мышечных групп.
Эксперты культивировали эту «систему» в лабораторной колбе на протяжении года. В результате было установлено, что примерно до 150-го дня, что соответствует середине третьего триместра беременности, аксоны могли восстанавливаться после повреждений, но после этого срока способность к регенерации сильно снижалась.
Исследование активности генов, расположенных в нейронах, обеспечивающих связь между мозгом и спинным мозгом, помог выявить сеть генов, которая действует как переключатель, ограничивающий способность аксонов к росту , пока нейроны дозревают и устанавливаются связи (синапсы). Выяснилось, что подавление основных регуляторов этой сети возвращала аксонам способность к росту.
Возможно ли стимулировать повторный рост аксонов с помощью лекарственных средств? Этот вопрос также привлек внимание исследователей. Многообещающие результаты продемонстрировал гормональный препарат линестренол. Эксперименты, проведенные на нейронах, получивших повреждения, показали существенное ускорение регенерации аксонов.
«Линестренол нельзя считать готовым решением для восстановления спинного мозга, но он демонстрирует, что реально воздействовать непосредственно на нейроны человека и регенерировать их аксоны. Утраченную связь между спинным и головным мозгом возможно восстановить» , — говорит старший автор исследования доктор Андраш Лакатош.
В последующих исследованиях предстоит установить, способны ли регенерирующие аксоны не только к росту, но и к восстановлению корректных связей между головным и спинным мозгом. В случае успеха, эта технология может послужить фундаментом для разработки новых способов терапии паралича и серьезных нейродегенеративных расстройств.