В новом исследовании на мышах группа исследователей из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, Швейцарского федерального технологического института и Гарвардского университета обнаружила ключевой элемент в восстановлении функциональной активности после травмы спинного мозга. Исследования нейробиологов показывают, что возвращение определенных нейронов в их естественные целевые области приводит к восстановлению, в то время как случайная регенерация не имеет никакого эффекта.
В исследовании 2018 года, опубликованном в журнале Nature, команда определила метод лечения, который вызывает возобновление роста аксонов (крошечных волокон, которые соединяют нервные клетки и обеспечивают связь) после травм спинного мозга у грызунов. Однако даже если этот подход позволит регенерировать аксоны тяжело поврежденного спинного мозга, достижение функционального восстановления остается серьезной проблемой.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Science, исследователи стремились определить, может ли направление регенерации аксонов в определенных подмножествах нейронов в их родные целевые области привести к значимому функциональному восстановлению после травмы спинного мозга у мышей. Они впервые использовали передовые методы генетического анализа, чтобы идентифицировать популяцию нервных клеток, которые могут улучшить ходьбу после частичного повреждения спинного мозга.
Затем исследователи обнаружили, что простая регенерация аксонов из этих нервных клеток через пораженный участок спинного мозга без специального руководства не влияет на функциональное восстановление. Однако, когда исследователи усовершенствовали эту стратегию и использовали химические сигналы для привлечения и направления регенерации этих аксонов к их естественным целевым областям в поясничном отделе спинного мозга, на мышиной модели полного повреждения спинного мозга наблюдались значительные улучшения в способности ходить.
«Наше исследование дает важное представление о сложности регенерации аксонов и требованиях к функциональному восстановлению после травмы спинного мозга», — сказал Майкл Софрониев, доктор медицинских наук, старший автор нового исследования и профессор нейробиологии Медицинской школы Дэвида Геффена в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе. «Это исследование подчеркивает необходимость не только позволить аксонам регенерировать в месте поражения, но и активно направлять аксоны к их естественным целевым областям для достижения значимого неврологического восстановления».
По словам исследователей, понимание того, как восстановить проекцию определенных субпопуляций нейронов на их нативные цели, открывает значительные перспективы для разработки методов лечения, направленных на восстановление неврологических функций у крупных животных и людей. Тем не менее, исследователи также признают, что содействие регенерации на больших расстояниях у животных, не являющихся грызунами, является сложным и требует стратегий со сложными пространственными и временными характеристиками.
Тем не менее, они пришли к выводу, что применение принципов, представленных в их работе, «откроет возможности для достижения значимого восстановления спинного мозга после травмы и потенциально ускорит восстановление после других форм повреждений и заболеваний центральной нервной системы».