Стареющий мозг способен к регенерации

  • 10 апреля, 2018
    0 Comments

    Сразу два журнала «Cell» и «Nature» - недавно опубликовали противоречащие друг другу результаты исследований человеческого мозга, - сообщает abc.net.au.

    Исследование, опубликованное 6 апреля в Cell Stem Cell, утверждает, что мозг здорового, даже 70-летнего человека, продолжает процессы нейрогенеза – образования новых нейронов – примерно с той же скоростью, с которой это делает мозг подростка.

    Однако месяц назад статья в журнале «Nature»утверждала обратное – как только человек достигает «взрослого» состояния, производство нейронов замедляется до полной остановки.

    Разница в методах

    Обе работы, подобно другим подобным, фокусируются на гиппокампе – небольшой изогнутой части лимбической системы, спрятанной глубоко в мозге. Среди прочих функций, гиппокамп ответствен за создание новых воспоминаний.

    Обе исследовательские группы сосредоточились на зубчатой извилине, расположенной в глубине борозды гиппокампа – области, где гиппокамп получает много входящей информации. Именно здесь, в зубчатой извилине, был обнаружен нейрогенез у взрослых крыс.

    Каждая группа ученых использовала для изучения ткани мозга умерших людей. Исследователи из Колумбийского университета – авторы статьи в Cell Stem Cell – подсчитывали вновь образованные нейроны в гиппокампе 28 здоровых доноров в возрасте от 14 до 79 лет.

    Исследование «Nature», сделанное в Сан-Франциско, так же использовало ткань мозга людей после смерти, однако некоторые образцы - например, при жизни оперированный мозг человека, больного эпилепсией, - вызывают вопросы. Были изучены 59 органов людей от младенцев и до 77 лет. Команда зафиксировала рождение множества новых клеток в мозге самых молодых доноров, но ни одной новообразованной клетки в мозге тех, кому наступило 18 лет.

    Важно, что каждая группа придерживалась собственного способа хранения и окрашивания ткани мозга и обработки изображений, что, возможно, является причиной расхождения результатов исследований. Одна система окрашивания могла быть недостаточно чувствительной, а вторая, наоборот, слишком активной, создающей фоновый шум и провоцирующей ложные положительные выводы.

    Перед началом процесса окрашивания большинство нейробиологов помещают ткань мозга в химикаты, чтобы обеспечить ее сохранность. Невропатолог из Сиднея Грег Сазерленд объяснил, что этот процесс позволяет удерживать белки на своих местах и сохранять чистоту клеточной структуры. Ученые из Колумбийского университета впервые использовали метод моментальной заморозки, что, по словам доктора Сазерленда, нетипично для изучения клеток мозга и также может являться причиной разницы результатов.

    Недостоверная модель

    По данным Лахлана Томпсона, нейробиолога из Института нейробиологии и психического здоровья им. Флори в Мельбурне, большинство исследований в области нейрогенеза, что неудивительно, проводилось на животных. «Я бы сказал, что 99,9% того, что мы знаем о нейрогенезе гиппокампа, - это модели животных».

    Нейробиолог Маура Болдрини из Колумбийского университета, ведущий автор статьи в Cell Stem Cell, говорит, что нейрогенез «резко снижается после среднего возраста у мышей, а также у нечеловеческих приматов».

    Однако эти животные не являются людьми. Несмотря на сильное сходство генома, они не идентичны человеку.

    Кроме того, неизвестно, насколько можно доверять данным, полученным при изучении мозга умершего человека. У ученых после смерти донора есть всего несколько часов для того, чтобы получить доступ к мозговой ткани и сохранить ее. И даже если все было сделано правильно, существует множество факторов, которые могут повлиять на процесс нейрогенеза. Некоторые антидепрессанты, например, стимулируют рост новых нейронов, а стресс может его замедлить. Кроме того, ученым не доступна картина изменений в структуре мозга с течением времени, они получают единственный образец человеческого мозга в момент смерти.

    Зачем изучать процессы регенерации мозга

    Эта тема на протяжении десятилетий остается неоднозначной. До 1990-х годов считалось, что мозг человека уже при рождении имеет полный набор клеток. Однако новые научные знания опровергали это положение. Переломный момент наступил в 1998 году, когда американский нейробиолог Фред Гейдж опубликовал статью «Нейрогенез в гиппокампе взрослого человека», написанную по итогам исследования тканей мозга пациентов, которым был введен маркер, поглощаемый только делением клеток. Фред Гейдж вместе с командой ученых обнаружили доказательства того, что человеческий гиппокамп сохраняет свою способность генерировать нейроны на протяжении всей жизни.

    Новорожденные нейроны, возникающие из нервных стволовых клеток, проникают в зубчатую извилину, где они расширяют волокна, называемые аксонами, для связи с другими нейронами. По словам Брайса Виссела, невролога из Технологического университета Сиднея, если бы ученые научились использовать этот процесс и стимулировать стволовые клетки к делению и размножению, это дало бы надежду пациентам с нейродегенеративными расстройствами, такими, как болезнь Альцгеймера, при которой первым разрушается именно гиппокамп, – поэтому одним из симптомов болезни является снижение памяти.

    Кому верить?

    Пока рано считать вопрос закрытым. Ряд ученых считают результаты исследования Колумбийского университета преувеличенными. Так, в 2013 году лаборатория Грега Сазерленда обнаружила признаки нейрогенеза в мозге маленьких (до трех лет) детей, однако не увидела ни одного признака образования новых клеток у детей трех-четырех лет. Теперь доктор Сазерленд выразил желание познакомиться с методиками изучения мозга детей и новорожденных, использованными в Колумбийском университете.

    Есть надежда на то, что новые технологии получения изображения помогут найти разгадку. В начале 2018 года ученым удалось два месяца наблюдать, как нейрональные стволовые клетки перерождаются нейроны в мозге крысы.  Правда, по словам Брайса Виссела, подобное наблюдение за человеческим мозгом потребует значительно больших усилий.

    Оригинал: Портал "Научная Россия" https://scientificrussia.ru/news/dazhe-stareyushchij-mozg-sposoben-k-reg...

  • Экспертная колонка

    27 марта 2017

    Термин «стволовые клетки» придумал русский ученый А.А. Максимов еще в начале прошлого века, исследуя процесс кроветворения, затем А.Я. Фриденштейн доказал наличие других, не только кроветворных стволовых клеток. С тех пор мировая наука существенно продвинулась в изучении этого вопроса.

    Сегодня известно, что стволовые клетки являются основой самоподдержания и обновления организма человека. Установлено, что они входят в состав не только костного мозга, но и соматических и висцеральных тканей нашего организма. С различной степенью регулярности эти клетки обновляются, тем самым поддерживая здоровье человека на должном уровне.

    Некоторые клетки организма обновляются раз в две недели, а другие – раз в год, третьи – не обновляются совсем (например, нейроны), однако возраст и болезни уменьшают их количество. Таким образом, резерв стволовых клеток, «перезагружающих» и «ремонтирующих» наш организм истощается. Стало очевидно, что нужно повышать их потенциал, для чего можно, например, изымать стволовые клетки из организма, приумножать их в сотни, тысячи раз и вводить обратно. Кроме того, ученые с помощью стволовых клеток научились выращивать ткани и некоторые органы.

    Однако академик считает, что это не решит проблемы, потому что благодаря развитию медицины продолжительность жизни человека растет с каждым годом. Это может приводить к тому, что будет появляться все больше пациентов, которые будут нуждаться в органах для трансплантации: сердце, почках, печени, легких.

    Решение проблемы и логичное развитие регенеративной медицины он видит не в том, чтобы искусственно вырастить орган и подсадить его человеку (своего рода «паллиативное решение проблемы»), но научиться контролировать обновление клеток и программировать эту регенерацию внутри человеческого организма.

  • Видео недели

    За последние десятилетия Регенеративная медицина бурно эволюционировала, вовлекая и объединяя новые достижения в области молекулярной медицины, клеточных технологий, геномного инжиниринга и 3D принтинга, разнообразив арсенал инструментов в клинической практике. Новая эра Регенеративной медицины способствует повышению качества жизни за счет таргентной терапии и появления искусственных тканеинженерных конструкций. Кроме того, активно тестируются нанороботы, которые были бы способны выполнять in vivo манипуляции.

  • Twitter лента