Ученые открыли гены, способные вылечить паралич после травмы спины
Генетики обнаружили в ДНК миног необычный набор генов, заставляющий клетки разорванного спинного мозга заново устанавливать связи друг с другом после повреждений спины. Их аналоги удалось найти также в геноме человека, говорится в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports.
"Мы много лет знали, что даже самые серьезные травмы позвоночника иногда спонтанно залечиваются у миног, но мы не имели понятия, какие молекулы отвечают за это чудесное излечение. Мы раскрыли все гены, которые включаются во время этого процесса, и теперь мы можем приступить к поиску тех последовательностей ДНК, которые непосредственно отвечают за починку спинного мозга", — завила Она Блум (Ona Bloom) из Института медицинских исследований Файнстина в Манхассете (США).
Миноги – примитивные рыбы, не обладающие челюстями и твердым скелетом. Подобные живые существа доминировали в океанах Земли примерно 550 миллионов лет назад, а сегодня существует лишь несколько десятков их видов, ведущих полупаразитический образ жизни.
Эти рыбы, несмотря на их примитивность и невзрачность, обладают одной интересной "суперспособностью" – они могут избавляться от паралича и залечивать травмы спинного мозга за очень короткое время. Это умение жизненно важно для миног, так как их спинной мозг окружен лишь мягкой хрящевой тканью и никак не защищен от повреждений.
Блум и ее коллеги сделали первый шаг к созданию принципиально новой, "природной" методики починки поврежденного позвоночника, наблюдая за тем, как этот процесс происходит в их организме.
Для проведения исследования ученые приобрели несколько взрослых миног, повредили им "позвоночник" и начали наблюдать за изменениями в работе генов в клетках их головного и спинного мозга. Это позволило им раскрыть все цепочки генов, которые участвуют в сращивании поврежденной нервной ткани, и найти их главный "выключатель" – ген Wnt, связанный с развитием зародыша и миграцией стволовых клеток.
Сам по себе Wnt не отвечает за починку спинного мозга или регенерацию других тканей, а "включает" несколько других цепочек генов, таких как FOXC1, LEF1 и NFKB1, отвечающих за конкретные аспекты восстановления поврежденной ткани. Эти цепочки, в свою очередь, активировали несколько десятков других генов в нейронах и вспомогательных тканях спинного мозга, отвечавших за непосредственную регенерацию связей между его половинками.
Открыв эти цепочки генов, ученые проверили, действительно ли они являются главными "дирижерами" регенерации позвоночника у миног, заблокировав работу Wnt химическим путем. Как показал эксперимент, такие рыбы никогда не восстановили свой спинной мозг и остались парализованными на всю жизнь.
При этом большая часть этих генов на 96% совпадала по своей структуре с похожими участками ДНК человека, что говорит о том, что эту же самую систему починки спинного мозга можно принудительно "включить" и у людей, страдающих от паралича в результате перелома позвоночника или каких-то травм спины.
Повреждение позвоночника в большинстве случаев приводит к частичному или полному параличу конечностей в зависимости от места травмы. На сегодняшний день ученые разрабатывают несколько методов лечения таких повреждений. В большинстве случаев биологи пытаются использовать стволовые клетки для восстановления соединения между частями спинного мозга. Существуют и принципиально иные методы — подключение конечностей к головному мозгу при помощи электродов.