Прорив у нейробіології. Вчені навчилися генерувати нові нейрони в мозку

Деякі ділянки мозку дорослої людини містять спокій або бездіяльні нервові стовбурові клітини, які потенційно можуть бути повторно активовані для утворення нових нейронів. Однак перехід від спокою до проліферації досі погано вивчений. Учені, які виявили спосіб генерації нових нейронів у мишей, вважають, що в майбутньому його можна буде застосовувати для лікування депресії та інших захворювань мозку, пише Neuroscience News.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найцікавіші новини зі світу науки!

Група під керівництвом вчених з університетів Женеви (ЖУ) та Лозанни (ЛУ) виявила важливість клітинного метаболізму в цьому процесі та визначила, як розбудити ці нервові стовбурові клітини та реактивувати їх.

Біологам вдалося збільшити кількість нових нейронів у мозку дорослих і навіть літніх мишей. Ці результати перспективні для лікування нейродегенеративних захворювань.

Стовбурові клітини мають унікальну здатність безперервно виробляти копії самих себе і давати початок диференційованим клітинам із більш спеціалізованими функціями. Нервові стовбурові клітини (НСК) відповідають за побудову мозку під час ембріонального розвитку, виробляючи всі клітини центральної нервової системи, враховуючи нейрони.

Дивно, але НСК зберігаються у певних ділянках мозку навіть після того, як мозок повністю сформувався, і можуть утворювати нові нейрони протягом усього життя. Це біологічне явище, яке називається дорослим нейрогенезом, важливе для певних функцій, таких як процеси навчання і пам'ять. Однак у дорослому мозку ці стовбурові клітини стають мовчазнішими або "сплячими" і знижують свою здатність до оновлення і диференціювання. Унаслідок цього нейрогенез значно знижується з віком.

У лабораторіях Жан-Клода Мартіну, почесного професора кафедри молекулярної та клітинної біології факультету природничих наук ЖУ, та Марлена Кноблоха, доцента кафедри біомедичних наук факультету біології та медицини ЛУ, було виявлено метаболічний механізм, за допомогою якого дорослі НСК можуть вийти зі свого сплячого стану та стати активними.

"Ми з'ясували, що мітохондрії, які виробляють енергію органели всередині клітин, беруть участь у регулюванні рівня активації дорослих НСК", — пояснює Франческо Петреллі, науковий співробітник ЛУ та співавтор дослідження з Валентиною Сканделлою.

Особливу роль у цій регуляції відіграє мітохондріальний переносник пірувату (МПП), білковий комплекс, відкритий одинадцять років тому в групі професора Мартіну. Його активність впливає варіанти метаболізму, які може використовувати клітина. Знаючи метаболічні шляхи, які відрізняють активні клітини від сплячих, учені можуть розбудити сплячі клітини, змінивши їхній мітохондріальний метаболізм.

Нові перспективи

Біологи заблокували активність МПП двома шляхами: використовуючи хімічні інгібітори та створивши мутантних мишей за геном Mpc1. Використовуючи ці фармакологічні та генетичні підходи, вчені змогли активувати сплячі НСК і так генерувати нові нейрони в мозку дорослих і навіть старих мишей.

"За допомогою цієї роботи ми показуємо, що перенаправлення метаболічних шляхів може безпосередньо впливати на стан активності дорослих НСК й, отже, на кількість нових нейронів, що генеруються", — резюмує професор Кноблох, співавтор дослідження.

"Ці результати проливають нове світло на роль клітинного метаболізму в регуляції нейрогенезу. У довгостроковій перспективі ці результати можуть призвести до потенційних методів лікування таких станів, як депресія або нейродегенеративні захворювання", — робить висновок Жан-Клод Мартіну.

Раніше Фокус писав про те, що вчені вважають, що наш мозок набагато лінивіший, ніж нам здається. Порівнюючи моделі "робочої" пам'яті з реальними даними, дослідники з'ясували, що нейрони беруть участь у збереженні інформації.