Болезнь Паркинсона на сегодняшний день является одной из немногих болезней, для которых нет достойного метода лечения. Существующие методы позволяют частично компенсировать последствия болезни, но не останавливают нейродеградацию. Одним из возможных решений проблемы учёные считают поставку новых нейронов взамен повреждённым, что достаточно проблематично. Нейронных стволовых клеток у человека мало и их сложно, и опасно, извлекать.
Решение данной проблемы удалось обнаружить Шведским исследователям, которые в 2017 году смогли создать новые нейроны из астроцитов путём их репрограммирования. Для запуска этого процесса использовались четыре вещества: трех факторов транскрипции и одна микроРНК.
Взяв за основу эти исследования Хао Цянь, из Калифорнийского университета, совместно с коллегами из США и Китая решил провести аналогичный эксперимент, но уже на живом мозге трансгенных мышей с расстройствами аналогичными болезни Паркинсона. Результатами работы группа учёных поделилась в журнале Nature.
Эксперимент проходил в два этапа. В начале, учёные проверили возможность формирования новых нейронов из вспомогательных нейронных клеток в живом мозге. В качестве средства для репрограммирования ученые выбрали РНК-связывающий белок PTB1, который вводился при помощи особого вируса нацеленного на астроциты в определённом участке мозга. Первой "целью" была выбрана чёрная субстанция - её болезнь Паркинсона поражает в первую очередь. Спустя три недели у пятой части астроцитов, которые было легко различить благодаря внедрённому гену красного флуоресцентного белка, обнаружились маркеры нейронов. Через 10 недель с момента начала эксперимента 80% от светящихся клеток стали нейронами.
Последующие эксперименты с другими зонами головного мозга (корой больших полушарий и полосатым телом) показали аналогичные результаты. При этом удалось установить, что новообразованные нейроны встраиваются в структуру и передают белки к другим повреждённым участкам для их активации.
Вторым, и самым важным этапом стала проверка эффективности репрограммирования в борьбе с реальной болезнью. С помощью токсичного аналога дофамина, вызывающего гибель дофаминергических нейронов у мышей, вызвали симптомы аналогичные болезни Паркинсона. Спустя месяц, когда число нейронов в полосатом теле снизилось на 90% подопытным ввели репрограммирующий вирус. Спустя три месяца было восстановлено порядка 600 нейронов, что означало наличие в повреждённом отделе головного мозга 30% (от изначального) дееспособных нейронов. Вместе с восстановлением нейронов восстановились и двигательные функции.
Стоит учесть, что инъекция токсина была сделана только в одну из половин полосатого тела и деградация была односторонней. Этот факт сказался на восстановлении подвижности так как животные за время эксперимента привыкли использовать конечности с одной стороны тела.
Несмотря на успех эксперимента до создания на его основе полонённого метода лечения ещё далеко. Сами авторы обращают внимание на такие проблемы как случайное программирование других клеток, и возможный дефицит антрацитов. Ещё одним камнем преткновения является тот факт, что у пожилых людей скорость деления клеток достаточно низкая и процесс лечения может занимать излишне продолжительное время.
