Эта история начинается в 1955 году, после смерти Альберта Эйнштейна, когда патологоанатом, обвиненный в проведении вскрытия трупа известного ученого, украл его мозг.
Перенесемся в 80-е годы, когда ученый из Калифорнийского университета в Беркли изучал части украденных товаров, связанные с комплексным мышлением, и обнаружил, что у отца теории относительности было больше определенных типов клеток, называемых астроцитами, чем других изученных человеческих мозгов.
Сегодня, еще 30 лет спустя, ученые все еще не имеют четкого представления обо всем, что эти клетки делают в нервной системе человека, в основном потому, что их трудно изучать. Но Су-Чун Чжан, профессор нейробиологии и неврологии в Центре Висконсина в Мэдисоне Вайсмана, и его исследовательская группа опубликовали уникальную модель, позволяющую больше узнать о роли астроцитов человека, в Журнале клинических исследований сегодня.
Полученные данные могут заложить основу для лечения ряда нейродегенеративных заболеваний, включая БАС (боковой амиотрофический склероз) и изнурительные травмы спинного мозга.
"Мы ожидаем, что астроциты могут помочь выживанию нейронов и улучшить болезненные состояния при БАС и травмах спинного мозга," говорит Чжан. "Оба исследования в настоящее время продолжаются благодаря этим результатам."
Считается, что астроциты, названные так из-за их звездной формы, выполняют ряд важных ролей в головном и спинном мозге человека, а также в здоровье и болезнях человека. Исследования на животных показывают, что они необходимы для развития и поддержания здоровых нейронов, правильной передачи сигналов нервной системой, а также для формирования и поддержания решающего гематоэнцефалического барьера.
Нарушения функции астроцитов связаны с БАС и такими заболеваниями, как синдром Ретта, болезнь Александера и болезнь Хантингтона.
"Мы очень мало знаем об астроцитах человека, но люди думают, что они имеют решающее значение для здоровья и болезней человека," говорит Чжан, также из отделений неврологии и неврологии в UW-Madison. "Но изучать астроциты очень сложно."
Особенно это касается изучения астроцитов человека у взрослых. В предыдущих исследованиях использовались новорожденные мыши, которые обеспечивают иную биологическую среду для астроцитов, но, по крайней мере, некоторые из этих нейродегенеративных заболеваний и многие травмы спинного мозга встречаются у взрослых людей.
Ведущий автор исследования Хонг Чен, врач и ученый, трансплантировал незрелые клетки нервной системы человека, полученные из взрослых стволовых клеток, в спинной мозг мышей. Эти клетки созрели в астроциты.
Время от времени исследователи проверяли, и в течение девяти месяцев обнаружили, что астроциты путешествовали на большие расстояния по спинному мозгу мыши, обнимая нейроны мыши, соединяясь с кровеносными сосудами и соединяясь друг с другом, точно так же, как астроциты мыши. Они заменили астроциты мыши в процессе, но не повлияли на способность мышей нормально функционировать.
"Это было шокирующим, потому что как такое могло случиться??" Чжан говорит. "Даже я не мог это объяснить. Я пошутил, что астроциты человека умнее."
Чжан подозревает, что на самом деле происходит то, что человеческие астроциты превосходят своих меньших, мышиных собратьев, развиваются в больших количествах и по существу "издевательства" клетки мыши.
Исследователи повторили эксперименты с астроцитами, созревшими от пациентов с БАС. Астроциты заменили астроциты мыши, ведя себя так же, как астроциты людей без БАС, за исключением того, что они нарушали двигательную функцию у мышей, как и при БАС.
"У них проблемы с движением в ногах, и у них только начинаются признаки дегенерации нейронов," говорит Чжан. "Это показывает, что это не просто физическая замена, это действительно функциональная интеграция с последствиями."
Это важно для Чжана, имеющего медицинское образование и стремящегося донести успехи в лаборатории до пациентов клиники.
"Из-за своего медицинского образования я думаю о том, как стволовые клетки можно использовать в медицинских целях," он говорит. "Я действительно хочу приложить все усилия, чтобы потенциально вылечить травму спинного мозга, и особенно БАС. Это так ужасно, и после стольких лет лечения все еще нет."