Раскрыли секрет восстановления мозга: ученые узнали роль тайных защитников нейронов

AOinformНаука Сегодня в 08:04930

Фото: New Atlas

Нарушения, происходящие в нашем мозге, не всегда напрямую влияют на него, а иногда становятся причиной осложнений по всему телу

Нейроны, главные работники мозга, получают больше всего научного и общественного внимания, но они не могли бы функционировать без своих верных союзников — глиальных клеток. Эти клетки-помощники поставляют питательные вещества, убирают отходы и защищают нейроны от повреждений. Теперь ученые открыли новый способ, с помощью которого они обнаруживают повреждения нейронов и реагируют на них, восстанавливая эти области, пишет Rockefeller University.

Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, показало, что два важных белка помогают глиальным клеткам следить за крошечными волоскоподобными структурами, называемыми ресничками, которые располагаются на нервных окончаниях. Это открытие может помочь исследователям понять болезни, вызванные дефектами этих ресничек, такие как поликистоз почек.

Нейроны общаются с помощью двух основных частей — аксонов, которые посылают сигналы, и дендритов, которые их принимают. Некоторые дендриты используют реснички для обнаружения запахов, света и других сигналов. Хотя ученые уже не раз изучали, как глиальные клетки заботятся об аксонах, они не уделяли много времени тому, как эти клетки-помощники защищают дендриты и их реснички. Поскольку проблемы с ними связаны с заболеваниями, исследователи решили узнать больше об этих процессах.

"Мы практически ничего не знали о взаимодействии глиальных клеток и дендритов, а ведь они имеют такое же значение, как и аксоны", — говорит Шай Шахам, автор исследования из Рокфеллеровского университета. Чтобы выяснить это, ученые изучали крошечных червей, называемых C. elegans. Эти черви широко используются в исследованиях, поскольку их организм прост и хорошо изучен. В отличие от человека, у них есть реснички только на концах дендритов, что облегчает наблюдение за тем, что происходит, когда глиальные клетки перестают работать.

"Изучая нематод, мы смогли расшифровать очень специфические взаимодействия дендритов и глии", — говорит Кэтрин Варандас, ведущий автор исследования. Исследователи использовали современные инструменты для изменения генов червей, отслеживания их клеток с помощью светящихся маркеров и анализа того, как глиальные клетки реагируют на повреждение ресничек. Они обнаружили, что клетки чувствуют повреждение ресничек и реагируют на него, накапливая защитные белки и меняя свое поведение.

Ключевую роль в этом играют два белка — DGS-1 в нейронах и FIG-1 в глиальных клетках. При изменении этих белков глиальные клетки реагируют как на повреждение, даже если реснички в порядке. Это открытие может помочь ученым понять аналогичные процессы у человека. Поскольку у многих животных, включая людей, органы чувств зависят от ресничек, эти выводы могут быть применимы не только к червям.

Исследователи надеются изучить глиальные клетки млекопитающих, что в конечном итоге может привести к новым способам лечения заболеваний, вызванных повреждением ресничек. Неисправность ресничек связана с такими серьезными заболеваниями, как поликистоз почек, которым страдают более 600 000 человек только в США.