Клітини-передшестенники глії, які пересадили в демієленізований мозок дорослих мишей, розселилися по всьому передньому мозку, диференціювалися в олігодендроцити і відновили мієлінові оболонки аксонів. В результаті у тварин покращилися моторні функції та електрофізіологічні показники нервових волокон. Стаття опублікована в журналі.
Порушення мієлінових оболонок нейронів призводить до низки нейродегенеративних захворювань, у тому числі розсіяного склерозу, і вносить внесок у деякі психічні розлади. Вчені пропонують компенсувати демієлінізацію пересадкою попередників гліальних клітин олігодендроцитів, які утворюють мієлінові оболонки в центральній нервовій системі.
Вже вдалося успішно пересадити людські попередники олігодендроцитів новонародженим мишам з мутаціями в гені основного білка мієліну (ОБМ). У таких тварин порушено утворення мієлінових оболонок, незабаром після народження розвивається тремор (тремтіння), і тварини вмирають у віці декількох місяців. Пересадка олігодендроцитів відновила мієлінізацію і продовжила життя мишей. Однак вчені досі не досліджували, чи можуть попередники гліальних клітин розселитися в дорослому мозку і мієлінізувати його.
Група дослідників з Медичного центру Рочестерського університету на чолі зі Стівеном Голдманом (Steven Goldman) пересаджувала попередники гліальних клітин дорослим мишам з мутаціями в гені ОБМ, а також тваринам, у яких штучно викликали демієлінізацію за допомогою купризона. Ін'єкцію стовбурових клітин робили в мозолисте тіло мишей у віці чотирьох-шести тижнів (восьми «тремтячим» мишам і 14 контрольним). Через 12-15 тижнів після операції мозок витягували і оцінювали поширення донорських клітин, диференціацію олігодендроїтів і мієлінізацію нейронів.
Пересаджені попередники глії успішно розселилися по всьому передньому мозку мишей, і викликали активне утворення мієлінових оболонок. Ці клітини експортували гени, які пов'язані з диференціюванням в олігодендроцити, переміщенням клітин і початком мієлінізації.
Потім стовбурові клітини пересаджували новонароджені мишам дикого типу (без мутацій в гені ОБМ), а у віці чотирьох місяців починали годувати купризоном. Після припинення купризонової дієти людські попередники гліальних клітин почали активно поширюватися по мозку, диференціюватися і відновлювати мієлінові оболонки нейронів. Отже, пересаджені стовбурові клітини можуть ремієлінізувати не тільки аксони, на яких ніколи не було оболонок, але і відростки, що втратили мієлин у дорослому віці.
У третьому експерименті дорослих мишей годували купризоном протягом 20 тижнів, і тільки через чотири тижні після початку дієти, під час активної демієлінізації, пересаджували попередники гліальних клітин. Безмієлінове оточення стимулювало стовбурові клітини активно розселятися і диференціюватися в олігодендроцити - через 36 тижнів після операції більше чверті олігодендроцитів у мозку мишей були людськими.
Нарешті, вчені оцінили фізіологічні поліпшення в стані «тремтячих» мишей після пересадки стовбурових клітин. Тварин протестували на біговій доріжці, виміряли провідну здатність волокон мозолистого тіла і ступінь їх мієлінізації.
Сім з восьми прооперованих тварин через 18 тижнів залишалися на доріжці протягом п'яти секунд; серед контрольних мишей тільки дві з восьми впоралися з тестом (p < 0,05). У нервових імпульсах волокон мозолистого тіла збільшився компонент, який відповідає товстим мієлінізованим волокнам, і, як результат, збільшилася швидкість проведення імпульсу (p = 0,02). На знімках електронного і конфокального мікроскопа видно, що попередники глії диференціювалися і олігодендроцити утворили мієлінові оболонки на аксонах.
Вчені експериментують з пересадкою різних стовбурових клітин: наприклад, за допомогою клітин яєчок вдалося відновити фертильність мишей. Однак є й невдалі приклади: так, пересадка стовбурових клітин від старих тварин погіршує стан реципієнтів незалежно від їхнього віку.