Нервные стволовые клетки, трансплантированные в поврежденные участки мозга мышей, значительно улучшили как моторные, так и когнитивные нарушения, связанные с деменцией с тельцами Леви, по данным нейробиологов Калифорнийского университета в Ирвине с Сью & Центр исследования стволовых клеток Билла Гросса и Институт нарушений памяти и неврологических заболеваний.
ДЛБ является вторым по распространенности типом возрастной деменции после болезни Альцгеймера и характеризуется накоплением белка, называемого альфа-синуклеином, который собирается в сферические массы, называемые тельцами Леви, которые также накапливаются при связанных заболеваниях, включая болезнь Паркинсона. Эта патология, в свою очередь, нарушает нормальную функцию нейронов, что приводит к изменениям в критических химических веществах мозга и нейронной коммуникации и, в конечном итоге, к гибели клеток.
Исследователи UCI во главе с доцентом нейробиологии & поведение Мэтью Блартон-Джонс и докторант Натали Голдберг надеются, что однажды трансплантация нервных стволовых клеток пациентам-людям поможет преодолеть моторные и когнитивные нарушения ДЛБ.
Результаты исследования отображаются в Интернете в отчетах о стволовых клетках.
Чтобы проверить эту идею, они трансплантировали нейральные стволовые клетки мыши генетически модифицированным мышам, демонстрирующим многие ключевые особенности DLB. Через месяц мышей повторно протестировали на различных поведенческих задачах, и было отмечено значительное улучшение как моторных, так и когнитивных функций. Например, эти мыши могли бегать на вращающемся стержне намного дольше и распознавать новые объекты намного лучше, чем необработанные мыши DLB.
Чтобы понять, как трансплантация стволовых клеток облегчает нарушения, Голдберг и его коллеги исследовали влияние стволовых клеток на патологию головного мозга и схемы, соединяющие нейроны. Они обнаружили, что функциональные улучшения требуют производства нервными стволовыми клетками определенного фактора роста, называемого нейротрофическим фактором мозга.
Команда исследовала две ключевые структуры мозга, которые становятся дисфункциональными в DLB – нейроны, вырабатывающие дофамин и глутамат, – чтобы определить, как BDNF может способствовать восстановлению. "Наши эксперименты показали, что нервные стволовые клетки могут усиливать функцию нейронов, продуцирующих как дофамин, так и глутамат, побуждая клетки мозга соединяться и общаться более подходящим образом. Это, в свою очередь, способствует восстановлению как моторных, так и когнитивных функций," Гольдберг сказал.
Чтобы еще раз подтвердить важность BDNF в этих эффектах, исследователи модифицировали стволовые клетки так, чтобы они больше не могли производить фактор роста. Когда эти модифицированные клетки были трансплантированы, они не смогли улучшить поведенческую функцию и больше не усиливали передачу сигналов дофамина и глутамата.
Проверяя возможность того, что только BDNF может быть эффективным лечением, Голдберг использовал вирус для доставки фактора роста в мозг мышей DLB.
Она обнаружила, что это лечение привело к хорошему восстановлению двигательных навыков у подопытных грызунов, но лишь ограниченному восстановлению когнитивных функций. Это, по словам Голдберга, предполагает, что, хотя BDNF имеет решающее значение для моторного и когнитивного восстановления, опосредованного стволовыми клетками, он не позволяет добиться этого результата в одиночку.
Эти результаты предполагают, что трансплантация нейральных стволовых клеток, продуцирующих BDNF, может однажды предложить новый подход к лечению ДЛБ, и Блартон-Джонс и Голдберг настроены осторожно и оптимистично.
"Остается еще много важных вопросов, прежде чем мы сможем представить себе дальнейшее продвижение к ранним стадиям испытаний," Блартон-Джонс сказал. "Например, нам нужно сначала идентифицировать и протестировать нервные стволовые клетки человека."
Тем не менее, если этот подход верен, нейральные стволовые клетки, продуцирующие BDNF, также могут быть полезны при некоторых других заболеваниях. "BDNF, дофамин и глутамат участвуют в других нейродегенеративных состояниях, включая болезнь Хантингтона и болезнь Альцгеймера," Гольдберг отметил.