Ученые из Северо-Западного университета вырастили зрелые нейроныиз индуцированных человеческих полипотентных стволовых клеток, что позволит проводить медицинские исследования и в дальнейшем разработать методы регенерационной терапии нейродегенеративных заболеваний ЦНС и травматических повреждений.
В предыдущих исследованиях ученым уже удавалось дифференцировать стволовые клетки в нейроны, но эти нейроны не были функционально зрелыми, напоминая нейроны эмбриональных или ранних постнатальных стадий. Результаты исследования были опубликованы 12 января в журнале Cell Stem Cell.
Для создания зрелых нейронов команда ученых использовала «танцующие молекулы» — революционную технику, разработанную профессором Северо-Запада Сэмюэлем И. Ступпом. Ученые сначала провели дифференциацию стволовых клеток человека на моторные и кортикальные нейроны, а затем они были помещены на покрытия из синтетических нановолокон, содержащих быстро движущиеся «танцующие молекулы».
Созданные таким образом нейроны оказались не только более зрелыми, но и показали хорошие сигнальные способности и большую способность к ветвлению, что необходимо для созданиясинаптических контактов друг с другом.
Ученые надеются, что при дальнейшей дифференциации эти зрелые нейроны можно будет трансплантировать пациентам для лечения спинальных травм, а также таких заболеваний как рассеянный склероз, боковой амиотрофический склероз (БАС), болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера.
Для развития зрелых нейронов ученые использовали нановолокна, которые состоят из «танцующих молекул». Этот материал был в свое время разработан в лаборатории Ступпа в качестве потенциального метода лечения острых травм спинного мозга. Ключевым открытием исследования Ступпа был способ контроля коллективного движения более 100 000 молекул внутри нановолокон.
В новом исследовании ученые обнаружили, что нановолокна, где молекулы имели наибольшее движение, приводили к наибольшему усилению нейронов. Ученые считают, что созданные ими зрелые нейроны позволят понять механизмы инволюционных изменений в мозге, которые приводят к различным нейродегенеративным заболеваниям.
В ходе исследования Ступп и его коллеги провели забор клеток кожи пациента с БАС и трансформировали их в полипотентные стволовые клетки, специфичные для пациента. Затем они провели дифференциацию эти стволовых клеток в моторные нейроны, тип клеток, которые поражаются при БАС. Затем, исследователи провели культивацию нейронов на покрытиях из новых синтетических материалов. В дальнейшем зрелые усиленные нейроны, полученные таким образом можно будет использовать не только для лечения БАС, но и восстанавливать когнитивные функции мозга, которые нарушаются из-за инволюционных и нейро-дегенеративных изменений в мозге. Методика имеет хороший потенциал, так как пересадка генетически идентичных нейронов не вызовет отторжение.
