Парализованные пациенты внезапно идут на поправку — виновны клетки, которые все считали бесполезными

Ученые из Cedars-Sinai разобрали механизм восстановления нервной ткани, который может лечь в основу новых методов терапии травм спинного мозга, инсульта и нейродегенеративных заболеваний, включая рассеянный склероз. Результаты вышли в журнале Nature. В центре работы оказались астроциты, клетки поддержки центральной нервной системы. Раньше их в основном считали обслуживающим элементом, теперь им отводят более активную роль.

Астроциты поддерживают рабочую среду для нейронов в головном и спинном мозге. Они участвуют в обмене веществ, помогают передаче сигналов и реагируют на повреждения. Исследователи обнаружили, что часть этих клеток включается в процесс восстановления, даже если находится далеко от места травмы. Такой тип назвали lesion-remote astrocytes, то есть астроциты, удаленные от очага. Команда выделила несколько подтипов и показала, как один из них улавливает сигнал о проблеме на расстоянии и запускает полезную реакцию.

Спинной мозг представляет собой протяженную структуру из нервной ткани, которая тянется от головного мозга вдоль позвоночника. Внутренняя часть содержит серое вещество с телами нейронов и астроцитами, снаружи располагается белое вещество с длинными проводящими волокнами. По ним сигналы идут по всему телу. При травме эти пути рвутся, возникают паралич и потеря чувствительности к прикосновениям и температуре. Поврежденные участки распадаются на фрагменты. В отличие от многих других органов, где воспаление держится рядом с очагом, здесь последствия расходятся далеко, потому что проводящие тракты имеют большую длину.

В экспериментах на мышах с травмой спинного мозга удаленные астроциты заметно меняли ход восстановления. Похожие признаки того же процесса исследователи увидели и в человеческих образцах. Один из найденных подтипов выделяет белок CCN1. Он работает как сигнал для микроглии - иммунных клеток центральной нервной системы, которые очищают ткань от поврежденных элементов.

Микроглия поглощает обломки нервных волокон, богатые липидами. Такой материал сложно перерабатывать, поэтому клетки быстро перегружаются. CCN1 перестраивает их обмен веществ и помогает эффективнее расщеплять жировые остатки. Когда в опытах отключили выработку CCN1 со стороны астроцитов, картина изменилась. Иммунные клетки продолжали собирать фрагменты, но хуже справлялись с переработкой. Они притягивали дополнительные клетки с теми же свойствами. В результате появлялись скопления перегруженной микроглии, воспалительная реакция усиливалась вдоль всего спинного мозга, а восстановление замедлялось.

Авторы работы связывают с этим механизмом случаи частичного самопроизвольного улучшения состояния после травмы. Чем быстрее и чище идет удаление поврежденных структур, тем выше вероятность функционального возврата утраченных возможностей.

При анализе образцов спинного мозга пациентов с рассеянным склерозом исследователи увидели тот же путь с участием CCN1. По их оценке, такой принцип может работать при разных типах повреждений как спинного, так и головного мозга. Сейчас команда ищет способы целенаправленно задействовать путь CCN1 для усиления заживления и отдельно проверяет его роль при воспалительных нейродегенеративных процессах и возрастных изменениях нервной системы.