Результаты исследований по восстановлению роста нервов могут привести к потенциальному лечению распространенной причины слепоты
Поврежденные зрительные нервы могут восстанавливаться по направлению к мозгу, если их правильно лечить, сообщают ученые из Университета Коннектикута в сентябрьском выпуске журнала Experimental Neurology . Результаты исследований на мышах могут привести к потенциальному лечению распространенной причины слепоты.
Тупая травма зрительного нерва в результате автокатастроф и несчастных случаев может привести к слепоте. Глаукома может вызвать аналогичное повреждение зрительного нерва и является второй по значимости причиной слепоты во всем мире, согласно данным Центров по контролю и профилактике заболеваний. Потеря зрения от тупой травмы и глаукомы обычно является постоянной, поскольку разорванные нервы редко отрастают снова.
Однако недавние открытия нейробиолога из Медицинской школы Калифорнийского университета в Коннектикуте Эфраима Трахтенберга и членов его лаборатории, включая Агнешку Лукомскую (ныне профессор Варшавского университета), Брюса Реома (в настоящее время врач-ординатор Дартмутского медицинского центра) и кандидата наук Мэтью Фроста, вселили надежду на то, что повреждение нервов можно обратить вспять.
Используя инъекционный пептид — небольшой кусочек более крупного белка — команда сумела заставить нервные клетки в разорванных зрительных нервах мышей вырасти заново от поврежденной области до зрительного перекреста в мозге. Зрительный перекрест воспринимает свет и контролирует ежедневные ритмы тела. Это первое место в мозге, которого касается зрительный нерв.
Потребовалось около шести недель, чтобы отсеченные нервные клетки выросли до зрительного перекреста. Неизвестно, насколько бы они выросли, если бы эксперимент продолжался дольше.
«Нам необходимо провести более длительные испытания, по крайней мере три месяца, чтобы достичь дальнейших целей в мозге», — говорит Трахтенберг.
Идея стимулировать восстановление нервных клеток путем инъекции пептидов возникла в результате серии экспериментов, изучающих способы восстановления или невосстановления нервных клеток после травмы. Было хорошо известно, что создание серьезного воспаления в глазу до повреждения нерва может спровоцировать некоторое восстановление нервных клеток после этого. Но такое лечение непрактично для людей, как потому, что невозможно предвидеть травматическое повреждение, так и потому, что воспаление глаз, как правило, нежелательно.
Вместо этого лаборатория Трахтенберга сосредоточена на выяснении того, что именно в воспалении побуждает нервы к регенерации. Например, одно из действий воспаления — привлечение макрофагов. Макрофаги — это иммунные клетки, которые выполняют множество функций, в том числе секретируют большой белок, называемый фибронектином.
В ходе многочисленных экспериментов исследователи обнаружили, что фибронектин, по-видимому, стимулирует рост клеток зрительного нерва. Нервные клетки, взаимодействующие с фибронектином, как правило, растут снова. Нервные клетки без взаимодействия с фибронектином этого не делают.
Но у большинства людей с травмами зрительного нерва нервные клетки не получают возможности для активного взаимодействия с фибронектином из-за его низкого уровня вокруг нервов. Большинство травм глаз не вызывают достаточного воспаления, чтобы привлечь макрофаги. И врачи не могут ввести фибронектин в глаз. Это слишком большой белок, чтобы ввести его в глаз и заставить его диффундировать в зрительный нерв. Но команда лаборатории Трахтенберга подумала, что у них может быть другой способ.
Они разбили фибронектин на части, короткие сегменты белка, называемые пептидами. Пептиды намного меньше целого фибронектина и их легко вводить инъекцией. Затем они взяли пептид, который наиболее сильно взаимодействовал с клетками зрительного нерва, синтезировали его, а затем ввели в глаза мышам, у которых были повреждены зрительные нервы.
Результаты были впечатляющими. У мышей, которым сделали инъекцию пептида фибронектина, выжило гораздо больше нервных клеток. И многие из них начали расти заново. Всего за шесть недель зрительные нервы плотно отросли через место травмы, и многие нервные клетки достигли зрительного перекреста в мозге. Наилучшие результаты были у мышей, которым сделали генную терапию вместе с инъекцией пептида фибронектина , но пептиды сами по себе также вызвали сильный рост нервных волокон.
«Одним из главных моментов является то, что пептид — это всего лишь кусочек белка. Его можно вводить инъекцией. Это дает ему терапевтический потенциал» для клинических испытаний в качестве лечения, говорит Трахтенберг.
Команда пока не запланировала клиническое испытание, но надеется, что оно состоится в будущем. Сейчас они сосредоточены на проведении более длительного испытания на мышах, по крайней мере трехмесячного, чтобы увидеть, насколько далеко на самом деле растут регенерированные нервные волокна и достигают ли они в конечном итоге области мозга, отвечающей за зрение. Они также хотят поэкспериментировать с комбинированием других потенциальных методов лечения с пептидами, чтобы посмотреть, смогут ли они еще больше улучшить восстановление нервов.