Ученые впервые омолодили стволовые клетки в мозге мышей

Европейские ученые вернули пожилым мышам способность восстанавливать нейроны мозга, омолодив колонии стволовых клеток внутри их нервных тканей. Результаты первых опытов такого рода были представлены в журнале Cell.

"Когда мы отключили ген sFRP5, стволовые клетки пережили некую форму омоложения. В результате этого соотношение активных и "спящих" клеток в мозге пожилых грызунов стало таким же, как и у их молодых сородичей. Это приближает нас к созданию лекарств от нейродегенеративных болезней", — заявил Антонио дель Соль (Antonio del Sol) из университета Люксембурга.

До 1960-х годов считалось, что у взрослых млекопитающих не появляются новые нейроны, а их гибель компенсируется за счет перераспределения функций среди оставшихся нервных клеток. В 1962 году Жозеф Олтман впервые показал, экспериментируя на крысах, что у взрослых грызунов идет процесс нейрогенеза. Еще через 30 лет группа Петера Эрикссона обнаружила, что новые клетки образуются и в мозге людей.

Последние наблюдения за работой мозга человека и других млекопитающих показывают, что некоторые клетки мозга, к примеру, центр обоняния, обновляются практически непрерывно, а в других его регионах, в том числе в гиппокампе, центре памяти, присутствуют достаточно большие колонии стволовых клеток, которые предположительно участвуют в нейрогенезе.

В феврале прошлого года нейрофизиологи из Цюриха доказали, что это действительно происходит, пометив несколько стволовых клеток в мозге мышей при помощи светящихся белков и проследив за их ростом. Эти наблюдения сразу породили спор среди ученых – они показали, что стволовые клетки быстро истощаются и почти полностью исчезают к старости, что противоречит многим другим наблюдениям.

Дель Соль и его коллеги подтвердили, что это действительно так, и выяснили, как можно омолодить стволовые клетки мозга, анализируя результаты наблюдений за стареющим мозгом мышей при помощи новых компьютерных алгоритмов.

"Проблема заключается в том, что стволовые клетки живут в нишах, где они постоянно взаимодействуют с другими тельцами, сигнальными молекулами и разными внеклеточными компонентами. Их взаимодействия крайне тяжело моделировать даже на суперкомпьютере. Поэтому мы начали думать не о том, как среда влияет на клетку, а о том, в каком состоянии она будет находиться при попадании в конкретную нишу", — продолжает ученый.

Руководствуясь этой идеей, ученые извлекли стволовые клетки из мозга молодых и пожилых мышей и подсчитали число активных и "спящих" телец. После этого они изучили и сравнили содержимое и тех и других типов стволовых клеток, использовав эти данные для "вычисления" виновника этих изменений.

Им оказался ген sFRP5, один из "тормозов" роста клеток и их превращения в различные типы тканей. При наступлении старости, его активность заметно повышается не в самих стволовых клетках, а в окружающих их клетках микроглии и других тканях мозга при истощении резерва стволовых клеток и при учащении воспалений.

Это открытие натолкнуло ученых на мысль проверить, что произойдет, если работу этого участка ДНК заблокировать в мозге пожилых грызунов. Для этого они подготовили иммунные тела, способные нейтрализовать белки, вырабатываемые sFRP5, и вводили их в организм мышей на протяжении недели.

Этого было достаточно для того, чтобы почти удвоить число активных стволовых клеток как при спокойной жизни, так и при появлении серьезных травм мозга. Как надеются ученые, подобные эксперименты помогут им понять, как можно омолодить весь мозг в целом и защитить его от развития болезней Альцгеймера и Паркинсона.