Биологи продемонстрировали работу новых нейронов - Гранит науки - 2011-11-29

Биологи продемонстрировали работу нейронов, выращенных из стволовых клеток человека, в тканях головного мозга мышей

В ноябрьском номере Трудов Национальной академии наук (Proceeding of the National Academy of Sciences) США опубликована работа ученых Университета Висконсина (University of Wisconsin), в которой показаны возможности трансплантированных в мозг инородных нейронов. Они не только посылают и принимают нервные импульсы, но могут полностью интегрироваться в существующую нервную ткань, и это может быть использовано для будущей терапии таких заболеваний как эпилепсия или болезнь Паркинсона. Для того чтобы убедиться в том, что пересаженные нейроны не только принимают сигнал, но и активно участвуют в жизни головного мозга, передавая информацию, ученые прибегли к новой методике под названием оптогенетика. Это метод исследования работы нервных клеток, который заключается во внедрении в их мембрану специальных белков-опсинов. Опсины образуют каналы, которые активируются под воздействием света и начинают пропускать поток ионов. Контролируя помещение белка в нейроны, а также адресность их облучения светом, можно с беспрецедентной точностью контролировать нейронную активность в живых организмах. Точность метода настолько высока, что в отличие от электростимуляции он позволяет управлять отдельными нейронами. Каналы-опсины конструируются с применением методов генной инженерии. В описываемой работе в нейронах, выращенных из эмбриональных стволовых клеток человека, работали светочувствительные ионные каналы водорослей.

Подсадив такие непростые, светоуправляемые, нейроны в мозг мыши или культивируя их вместе с обыкновенными мышиными нейронами, экспериментаторы затем помещали источник света в нескольких миллиметрах от нервных клеток и наблюдали за активностью нейронов мыши. Было ясно, что мышиные клетки получают импульсы от выращенных из человеческих стволовых клеток нейронов, точно так же, как человеческие клетки воспринимают сигналы, поступающие от нейронов мыши. В прежних исследованиях нейроны, полученные из эмбриональных стволовых клеток человека, будучи трансплантированными в мозг крыс, оказывали влияние на поведение животных. Это было свидетельством функциональной интеграции, но, как отмечает издание The Scientist, «поведение не может с достаточным разрешением показать, что происходит на самом деле». Новое исследование с применением оптогенетики предоставляет более определенные сведения. Важно отметить, что в описываемом эксперименте речь идет не о мозге живого существа, а о срезах нервной ткани головного мозга, в которой присутствуют выращенные нейроны. Фантазируя по поводу возможностей применения описанного подхода к головному мозгу живого человека в интервью The Scientist, автор исследования Джейсон Уэйк (Jason Weick) говорит: «представьте, что у вас был особенно неудачный день, или симптомы вашей болезни Паркинсона стали невыносимыми, но вот вам трансплантировали такие нейроны и если у вас есть под рукой имплантируемое устройство для светостимуляции, тогда вам остается просто запустить эту стимуляцию, и вы в порядке». Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».