Стволовые клетки обонятельного эпителия восстановят мозг
Исследователи из Французского национального центра научных исследований, работающие под руководством Франсуа Романа (François S. Roman), в экспериментах на мышах продемонстрировали, что трансплантация стволовых клеток обонятельного эпителия носовых пазух способствует заживлению повреждений мозга и восстановлению ассоциативного мышления и памяти. После введения непосредственно в ткань мозга или спинномозговую жидкость эктомезенхимальные стволовые клетки (ЭМСК) обонятельного эпителия мигрируют в зону повреждения, дифференцируются в нейроны и стимулируют нейрогенез (формирование новых нейронов).
Эктомезенхимальные стволовые клетки обонятельного эпителия локализуются в собственной пластинке слизистой оболочки (слой соединительной ткани, находящийся под эпителием) носовых пазух и выделяются с помощью несложной процедуры, проводимой под местной анестезией. Эти клетки (basal cells) во многом сходны с мезенхимальными стволовыми клетками костного мозга. Их основное отличие заключается в высокой степени экспрессии генов, участвующих в нейрогенезе.
Более ранние работы на животных моделях, проведенные разными исследовательскими группами, продемонстрировали положительное влияние трансплантации эктомезенхимальных стволовых клеток обонятельного эпителия на симптомы повреждений головного мозга, вызванных разными факторами, в том числе болезнями Альцгеймера и Паркинсона. Особое внимание заслуживает восстановление пластичности гиппокампа – региона головного мозга, участвующего в механизмах обучения, формирования эмоций и памяти, а также известного благодаря своей способности к нейрогенезу на протяжении всей жизни. Однако, по словам авторов, до сих пор еще никому не удавалось с помощью трансплантации взрослых стволовых клеток человека восстановить нормальное функционирование нейронных путей взрослого гиппокампа.
Для оценки нейрогенного потенциала человеческих эктомезенхимальных стволовых клеток обонятельного эпителия в условиях живого организма они провели ряд экспериментов на мышиной модели эксайтотоксично (под действием нейромедиаторов, вызывающих чрезмерную стимуляцию нейронов) индуцированной клеточной гибели, симулирующей эффекты вызываемой инсультом ишемии/гипоксии гиппокампа.
Сначала в мышиный гиппокамп ввели экспрессирующие зеленый флуоресцирующий белок эктомезенхимальные стволовые клетки человека и продемонстрировали их способность дифференцироваться в нервные клетки в чужеродном для них окружении.
После этого в гиппокамп мышей с помощью тонкого капилляра вводили иботеновую кислоту (галлюциногенный токсин мухоморов), что приводило к гибели части нейронов. Такие мыши утрачивали способность к запоминанию даже простейших ассоциаций типа «стимул-вознаграждение», моментально схватываемых нормальными животными. Спустя четыре недели после введения в гиппокамп меченых зеленым флуоресцирующим белком эктомезенхимальных стволовых клеток обонятельного эпителия человека у экспериментальных животных происходило выраженное улучшение способности к ассоциативному мышлению, чего не наблюдалось у животных группы контроля, которым ввели плацебо. Пять сеансов специальным образом разработанных тренировок практически сровняли уровень ассоциативного мышления экспериментальных животных с нормальными показателями.
Во второй группе мышей с аналогичными повреждениями ткани мозга трансплантация человеческих клеток в гиппокамп значительно улучшила показатели зрительно-пространственного восприятия и долговременной памяти. Изучение ткани мозга животных через пять недель после процедуры подтвердило, что трансплантированные клетки успешно прижились в гиппокампе.
Около 80% этих клеток экспрессировали маркер незрелых нейронов III-бета-тубулин и около 1,3% – маркер зрелых нейронов МАР2. Ни одна из клеток не экспрессировала маркеры глиальных клеток. Нейроны, сформировавшиеся из трансплантированных клеток, были зарегистрированы и в других регионах мозга, при этом ни в одном из проанализированных периферических органов (почки, печень, легкие и др.) их обнаружено не было. Исследователи также отмечают, что, вопреки данным, опубликованным другими группами, ни одна из клеток не дифференцировалась в астроциты ни при проведении предварительных экспериментов в лабораторных условиях, ни при последующей трансплантации животным.
Во второй серии экспериментов человеческие эктомезенхимальные стволовые клетки вводили в спинномозговую жидкость боковых желудочков мозга экспериментальных животных. Полученные результаты были идентичны результатам первой серии опытов. Более того, анализ ткани мозга животных продемонстрировал явные признаки нейрогенеза – формирования новых нейронов из собственных нервных стволовых клеток.
Исследователи считают, что полученные ими результаты демонстрируют возможность использования собственных эктомезенхимальных стволовых клеток обонятельного эпителия человека для восстановления поврежденного в результате травм или болезней головного мозга.
Статья Emmanuel Nivet et al. Engraftment of human nasal olfactory stem cells restores neuroplasticity in mice with hippocampal lesions опубликована 13 июня в The Journal of Clinical Investigation.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru по материалам GEM: Researchers Say Human Nasal Cavity Stem Cells Repair Brain Damage in Mice.
20.06.2011