Нервните клетки, лишени от изолацията си, вече не могат да носят жизненоважна информация, което води до скованост, слабост и проблеми със зрението, често свързани с множествена склероза. Ново проучване показва, че пренебрегван източник може да замести загубената изолация и да осигури нов начин за лечение на заболявания като МС.

откриването

Клетките, наречени неврони, карат централната нервна система да работи, като предават електрически сигнали по нишковидни връзки, наречени аксони. Аксоните се справят най-добре, когато са увити в изолационно покритие от мастна субстанция, наречена миелин.

„Когато загубите миелин, аксоните не провеждат с нормалната си скорост или изобщо не водят“, казва Иън Дънкан, невролог от Училището по ветеринарна медицина на Университета на Уисконсин-Мадисън. "И ако достатъчно от тях са засегнати - например в голяма зона на демиелинизация при МС - вие развивате клинични симптоми, свързани с тази част на нервната система."

Миелинът се произвежда от олигодендроцити, клетки, които могат да достигнат до няколко близки аксона, за да увият части от тях в защитната миелинова обвивка.

Консенсусът смята, че след като аксонът бъде лишен от миелина си, единственият начин да се върне е като се започне с пресни олигодендроцити. Само олигодендроцитите, произтичащи от прекурсори, наречени олигодендроцитни родословни клетки, могат да прилагат нов слой миелин върху аксоните, гласи догмата. По този начин, лечението на МС, насочено към ремиелинизация, се фокусира върху набирането на прогениторни клетки в демиелинизирани зони (наречени плаки) и стимулирането им да се развият.

Изследователи, водени от Дънкан, обаче показаха в изследване, публикувано днес в Сборника на Националната академия на науките, че започването от прогениторни клетки не е единственият път към ремиелинизация. При котки и резус макаци, претърпели тежка загуба на миелин, Дънкан открива, че напълно развити олигодендроцити, които вече са на място, се протягат и започват отново да покриват засегнатите аксони с миелин.

Уловът, ако има такъв, е, че за да бъдат полезни и да ремеелинизират увредените аксони, възрастните олигодендроцити все още трябва да имат връзки с оцелелите миелинови сегменти - наречени "междувъзлия" - на други аксони.

„Ако тази клетка е все още биологично активна и поддържа тези междувъзлия, тя може да разшири процесите до тези демиелинизирани сегменти“, казва Дънкан, чиято работа се подкрепя от Националното общество за множествена склероза. "Тези процеси могат да направят нови миелинови обвивки, които в крайна сметка са по-тънки и по-къси от предишните междувъзлия."

Но дори по-тънкият миелин ще възстанови нервната функция, както Дънкан и колеги съобщават през 2009 г.

Котките, хранени с облъчена храна в продължение на няколко месеца, развиват тежка загуба на миелин в цялата нервна система. Когато котките се върнаха към обичайната диета, нервната функция беше възстановена поради обширното възстановяване на миелина.

Проблемите с демиелинизацията на котките са необичайни като лабораторен модел на болестта.

"Фактическият модел за изследване на демиелинизация и ремиелинизация е при мишка, хранена с токсин, наречен купризон", казва Дънкан. "Но токсинът убива олигодендроцитите. Така че, изучавайки мишката, естествено няма да видите нито един от оригиналните олигодендроцити да започне ремиелинизация."

В новото проучване изследователите са разгледали нервната тъкан на котките и са открили уникална миелинова мозайка - аксоните, заобиколени от дебели слоеве миелин (образувани по време на развитието, когато самите аксони са се разраснали), са осеяни с други аксони, заобиколени от тънки слоеве миелин.

„Най-вероятното обяснение на този вид мозайка е оцелелите олигоси“, казва Дънкан. "Дебели миелинови обвивки никога не се виждат след ремиелинизация, а само тънки обвивки. И оцелелите възрастни олигодендроцити са в непосредствена близост до тези места на демиелинизация, което ги прави вероятни кандидати за възстановяване на миелина."

Разбира се, изследователите откриха олигодендроцити, свързани както с дебели, така и с тънки миелинови обвивки в гръбначния мозък на котката.

Те също откриха тази асоциация, когато достигнаха до десетилетия наред маймунски модел на демиелинизация. Неврологът Димитри Агаманолис се опита да направи модел на друго човешко демиелинизиращо заболяване - наречено субакутна комбинирана дегенерация и причинено от дефицит на витамин В12 - в университета Case Western Reserve през 70-те години. Агаманолис беше спасил запазени блокове от взета проба нервна тъкан от маймуните и той ги сподели с Дънкан. Миелиновите лезии на маймуните приличат на тези при котките.

„Виждате и при маймуните единични олигодендроцити, свързани със зрели миелинови обвивки, които също имат процеси, простиращи се до и около демиелинизираните аксони“, казва Дънкан.

Изследователите от UW-Madison привлякоха Grahame Kidd и частната изследователска лаборатория Renovo Neural в Кливланд, за да реконструират купчини изображения с електронен микроскоп на котешки нервни клетки в 3D изображения, които показват олигодендроцити, достигащи нагоре и надолу по гръбначния мозък, поддържащи зрял миелин и ремиелинизиращи повредени обвивки.

Процесът може да не се играе при пациенти с човешки МС достатъчно бързо, за да помогне за смекчаване на прогресията на заболяването, казва Дънкан. Или твърде много олигодендроцити могат да загубят толкова много от своите междувъзлови връзки, че да станат неактивни или да умрат.

Но откриването на способността за възстановяване на зрелите клетки, продуциращи миелин, открива нови възможности за забавяне или обръщане на болестта.

„В момента акцентът е върху насърчаването на броя на олигопрогениторите и тяхната диференциация, особено по възрастни олигодендроцити“, казва Дънкан. „Това, което предоставя тази работа, е различна цел.“

Тази цел ще изисква нови терапевтични подходи - намиране на лекарства, например, които обединяват олигодендроцитите, за да достигнат с нови спасителни линии до увредените миелинови обвивки.

„В борбата със сложни заболявания, като МС, колкото повече инструменти имате под ръка, толкова по-добре“, казва Дънкан. "Ако тези клетки за възрастни се набират по някакъв начин, трябва да търсим начини да го направим."

Съавторите на Дънкан в изследването включват изследователите на Kidd и UW-Madison по неврология Abigail Radcliff и Moones Heidari, студентката по ветеринарна медицина Lauren Wierenga и специалистът по електронна микроскопия Benjamin August.