Болезнь Паркинсона — медленно прогрессирующее нейродегенеративное заболевание экстрапирамидной моторной системы, характеризующееся развивающимся разрушением и гибелью дофаминергических нейронов. Несмотря на то что современная терапия при данной патологии направлена на восполнение уровней дофамина, все же ни один из заместительных методов лечения не восстанавливает поврежденные нейроциты.
С другой стороны, за последнее десятилетие одно из центральных мест в регенеративных научно-экспериментальных технологиях заняла методология глиального перепрограммирования. Многими исследователями указанная модель замещения утраченных нейронов рассматривается как перспективный метод лечения при нейродегенеративных заболеваниях и травмах головного мозга в будущем.
Однако лишь впервые в работе, опубликованной 10 апреля 2017 г. в издании «Nature Biotechnology», ученые сообщили о разработке способа перепрограммирования глиальных астроцитов в активные дофаминергические нейроны, степень функциональности которых действительно способна обеспечить частичное восстановление моторных навыков у лабораторных животных с моделированной болезнью Паркинсона.
Эрнест Аренас (Ernest Arenas), молекулярный биолог Каролинского института (Karolinska Institute), Швеция, объяснил, что выбор дизайна исследования был обусловлен наблюдаемыми при болезни Паркинсона особенностями изменения функций различных типов нервных клеток. Так, в морфологической картине развития данного нейродегенеративного заболевания отмечена деградация дофаминергических нейронов наряду с реактивацией и пролиферацией отдельных глиальных клеток. Этот факт был взят за основу изучения возможностей перепрограммирования астроцитов с целью замещения ими нейронов, утраченных в результате дегенерации.
В ходе исследования разработанная методика первоначально была протестирована in vitro путем инфицирования глиальных астроцитов человека вирусами, содержащими три фактора транскрипции: нейронную идентичность и рост, дофаминергическую нейроспецифическую микроРНК, а также фактор, обеспечивающий ремоделирование хроматина в процессах развития нервной ткани. Таким образом, исследователям удалось преобразовать в целом до 16% глиальных астроцитов в дофаминергические нейроны, способные генерировать потенциалы действия in vitro. При этом, сравнивая электрофизиологические параметры перепрограммированных астроцитов, ученые отметили значимо большую эффективность последних по сравнению с уровнем функциональности стволовых клеток, возможность применения которых с аналогичной целью изучали ранее. На следующем этапе разработанный протокол исследования был применен in vivo в экспериментальной модели заболевания у лабораторных животных. Оценивая результаты, авторы работы зафиксировали улучшение моторных поведенческих реакций и степени контроля походки у животных. По мнению Магдалены Готц (Magdalena Götz), нейробиолога из Университета Людвига-Максимилиана в Мюнхене (Ludwig-Maximilians-University Munich), Германия, прямая демонстрация позитивных изменений в поведении животных является главным достижением нового исследования, поскольку, несмотря на множество предыдущих аналогичных экспериментальных успехов по преобразованию глиальных клеток как in vitro, так и in vivo, до настоящего времени не было сообщений о наблюдении соответствующих изменений в поведении.
Исследователи выразили надежду, что создание дофаминергических нейронов in vivo сможет стать перспективным способом замены существующих подходов к заместительной терапии при болезни Паркинсона. В настоящее же время внимание авторов работы сосредоточено на поиске возможностей повышения эффективности направленной трансформации глиальных астроцитов.
- Di Val Cervo P.D., Romanov R.A., Spigolon G. et al. (2017) Induction of functional dopamine neurons from human astrocytes in vitro and mouse astrocytes in a Parkinson’s disease model. Nat. Biotechnol., Apr. 10 (https://www.nature.com/nbt/journal/vaop/ncurrent/full/nbt.3835.html).
- Kwon D. (2017) Reprogrammed glia improve symptoms in a mouse model of Parkinson’s. The Scientist, Apr. 10 (http://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/49167/title/Reprogrammed-Glia-Improve-Symptoms-in-a-Mouse-Model-of-Parkinson-s/).
Наталья Савельева-Кулик
