Перепрограммирование нейронов поможет бороться с болезнью Паркинсона

Перепрограммирование нейронов поможет бороться с болезнью Паркинсона

Шведские ученые научились с помощью вирусных векторов перепрограммировать нейроны, впервые превращая их из астроцитов в дофаминовые нейроны. В дальнейшем это может позволить бороться с болезнью Паркинсона. Исследование опубликовано в Nature Biotechnology.

Люди, страдающие болезнью Паркинсона, испытывают проблемы с движением из-за разрушения в черной субстанции мозга нейронов, синтезирующих дофамин — нейромедиатор, ответственный за систему «вознаграждения» мозга и играющий роль в обеспечении когнитивной деятельности. Недостаточная выработка дофамина увеличивает влияние базальных ганглиев на кору головного мозга, что приводит к возникновению тремора и мышечной ригидности. Это медленно прогрессирующее хроническое заболевание, характерное для пожилых людей. В данный момент им страдает около 10 миллионов людей, это второе по распространенности нейродегенеративное заболевание после болезни Альцгеймера.

На данный момент средств полного излечения от болезни не существует. Основным лекарственным средством для ее лечения является леводопа — предшественник дофамина, теряющий со временем свою эффективность из-за снижения выработки декарбоксилазы ароматических L-аминокислот (ДКАА) — фермента, который синтезирует дофамин из леводопы. Болезнь Паркинсона также лечат пересадкой эмбриональных нейронов или пытаясь изменить работу собственных. Раньше мы уже рассказывали о клинических испытаниях компании Voyager Therapeutics, в ходе которых в мозг испытуемых вводили вирусные векторы, доставляющие в нейроны ген ДКАА и частично восстанавливающие синтез фермента.

В новом исследовании вирусные векторы, созданные на основе лентивирусов, позволили полностью перепрограммировать работу других клеток и заставить их встать на замену неработающим. Ученые превращали астроциты (нейроглиальные клетки звездчатой формы) в дофаминовые нейроны. С помощью введения в клетки вирусных векторов, кодирующих три транскрипционные фактора (NEUROD1, ASCL1 и LMX1A) и микроРНК miR218, ученым удалось перепрограммировать человеческие астроциты in vitro, причем как культуру «бессмертных» астроцитов, с которыми часто работают в экспериментальных условиях, так и первичные эмбриональные астроциты. После этого успешно перепрограммировали и мышиные астроциты, уже in vivo. Процесс превращения в дофаминовые нейроны происходил за счет изменения конфигурации хроматина и активации нескольких ключевых сигнальных путей клетки (TGFβ, Shh и Wnt).

Эффективность внедрения вирусных векторов составила до 16 процентов, и полученные дофаминовые нейроны успешно выполняли свою работу. Так, они экспрессировали транспортер дофамина, которого нет у обычных астроцитов, а также демонстрировали наличие специфических маркеров и транскрипционных факторов и были способны генерировать электрический потенциал, а их биофизические характеристики соответствовали параметрам дофаминовых нейронов. У мышей по результатам эксперимента наблюдались улучшения моторики движения, что отслеживали с помощью компьютерных программ, анализирующих поведение мышей, в том числе их перемещение на беговых дорожках.

Следующий важный этапом, полагают ученые, будет повышение эффективности перепрограммирования нейронов и работа со взрослыми астроцитами человеческого мозга, а также разработка технологии, позволяющей селективно воздействовать на в мозг человека in vivo.

N+1

Похожие новости:
Нейроны соединили с помощью лазера
Канадские исследователи разработали метод «сварки» нейронов с помощью лазера. До этого принудительно соединить аксон одной нервной клетки с телом другой никому не удавалось. Отчет о разработке опубликован в журнале Scientific Reports.Инженеры из Университета Альберты использовали в своем эксперименте околоинфракрасный лазер. Они поместили ..
2016-02-10 751 0 Технология
0
Графен сочли пригодным материалом для нейропротезов
Графен оказался нейтральным материалом для нейронов. К такому выводу пришла междисциплинарная группа ученых из Кембриджского центра графена и итальянского Университета Триеста показала. Вещество не повреждает клетки и не влияет на их электрофизиологическую активность, что делает его перспективным материалом для разработки нейропротезов. Статья ..
2016-01-30 980 0 Технология
0
Нейрофизиологи научились вводить электронику в мозг при помощи шприца
Американским ученым удалось создать сетку из гибких проводов и электронных компонентов, которую можно ввести с помощью шприца непосредственно в мозг. Набор гибкой электроники способен подключаться к нервным клеткам без вреда для их здоровья — чтобы следить за их состоянием или даже воздействовать ..
2015-06-10 820 0 Технология
0
Учёные Поднебесной научились получать клетки мозга из мочи
Китайские учёные из Института медицины и здравоохранения Гуанчжоу (GIBH) научились создавать клетки головного мозга человека без использования эмбриональных стволовых клеток. Материал для строительства был найден в самом неожиданном месте: исследователи нашли простой способ превращать в нейроны клетки, ..
2012-12-10 1162 0 Технология
0
Ученые упростили получение человеческих стволовых клеток мозга
Американские ученые разработали простой, быстрый и надежный метод получения человеческих индуцированных нервных стволовых клеток (hiNSC). Отчет о работе опубликован в журнале Stem Cell Reports.   Человеческие нейроны необходимы для проведения множества нейробиологических и доклинических исследований. По понятным причинам ..
2016-09-15 16133 0 Технология
0
Физик Хокинг может полностью лишиться общения с миром
Выдающийся британский физик Стивен Хокинг может лишиться последней возможности общения с миром с помощью синтезатора речи. Помощница ученого Джудит Кроусделл поведала о том, что у Хокинга в последнее время начала атрофироваться щечная мышца, на которую и задействован синтезатор, ..
2012-01-8 1027 0 Технология
0
Программное обеспечение для космоса определит болезнь Альцгеймера
Программное обеспечение для обработки спутниковых снимков, сделанных из космоса, теперь помогает медицинским исследователям установить простой способ широкомасштабного скрининга болезни Альцгеймера. Использующийся при анализе изображений магнитным резонансом (МРТ) инструмент AlzTools 3D Slicer был создан учеными- компьютерщиками в «Elecnor ..
2013-07-2 841 0 Технология
0
Биоинженеры создали печатную плату по образцу человеческого мозга
Биоинженеры Стэнфорда разработали быстрый, энергоэффективный микрочип на основе человеческого мозга. Стэнфордские биоинженеры представили новую печатную плату, которая дает большие возможности в робототехнике. Созданный микрочип в 9000 раз быстрее, чем обычный персональный компьютер и требует меньше энергии. Профессор ..
2014-04-29 1179 0 Технология
0
Ученые вырастили мини-мозг в чашке петри
Ученые в первые в мире смогли вырастить мини мозг из стволовых клеток, о чем и поспешили сообщить из Университета Джонса Хопкинса (Johns Hopkins University). На данном мозге, выращенном из стволовых клеток будут проводить разного рода эксперименты. Также ученые заявляют, ..
2016-03-13 760 0 Технология
0
Физики создали нанотермометры для замера температуры единичных клеток
Китайские и американские физики создали миниатюрные нанотермометры на основе так называемых квантовых точек, микроскопических источников света, при помощи которых можно отслеживать температуру клеток в организме и отдельных их частей, что поможет медикам бороться с инфекционными болезнями и воспалениями, говорится в статье, ..
2015-07-16 2666 0 Технология
0
Стволовые клетки получили без химических стимуляторов
Международная группа биологов обнаружила, что создавать индуцированные стволовые клетки можно без использования генетических или химических стимуляторов просто за счет выращивания их на особой структурированной поверхности. Исследование опубликовано в Nature Materials, кратко его содержание приводится на сайте Университета Беркли. Ученые обнаружили, ..
2013-10-21 701 0 Технология
0
Ученые нашли новый способ борьбы с раком легких
Почти миллион человек ежегодно умирает от рака легких и Всемирная организация здравоохранения ожидает, что уровень смертности будет продолжать расти, поскольку все больше людей начинают курить. Однако, исследователям удалось сделать важный шаг в борьбе с этой болезнью и спасением ..
2014-06-02 1885 0 Технология
0
Нейробиологи тестируют на добровольцах протез памяти
Оказывается, сюжет фильма "Вспомнить все" не такой уж фантастичный, пишут Вести. Нейробиологи не только создали, но и уже тестируют на добровольцах "протез памяти", созданный для восстановления утраченных воспоминаний. Можно ли будет с помощью той же технологии вживлять искусственные воспоминания, пока не сообщается. Испытания изобретения ..
2013-06-27 1234 0 Технология
0
Новая технология поможет смартфонам работать до 10 раз дольше
Японская компания Shin-Etsu Chemical создала новую технологию производства литий-ионных  аккумуляторов для мобильных устройств. Новая разработка поможет продлить время автономной работы смартфонов и планшетников до 10 раз. Изобретение японцев заключается в том, чтобы заменить применяемый в батареях материал, ..
2013-08-1 1230 1 Технология
0
Обнаружен эффективный способ борьбы с раком мозга
Ученые из Международной школы продвинутых исследований (International School for Advanced Studies) разработала метод генной терапии, которая поможет эффективно лечить один из видов агрессивной раковой опухоли мозга — глиобластому. Ключевым элементом лечения станет ген, известный ..
2016-05-16 841 0 Технология
0