Молекулы с доставкой в мозг

Некторые вирусы заставили выполнять функции почтальонов. Фото Reuters

Ученые из Университета Гарварда сообщили об успешном переносе гена RPE, нарушения которого приводят к распространенной аномалии зрения – пигментозному ретиниту. У людей эта патология встречается с частотой 1 на 3000 рождений. Доставка гена в палочки и колбочки сетчатки глаза была осуществлена с помощью вируса, способного переносить чужеродный ген. Сообщение символизирует своего рода ренессанс генетической терапии (в отличие от новомодных клеточных), поскольку первое клиническое испытание подобного подхода в далеком 1999 году привело к гибели 18-летнего Джесси Гелсинджера. Его, как и других 17 человек, мучила высокая температура, ставшая следствием иммунной реакции на введение вируса.

Несмотря на ренессанс, ученые пока больше полагаются на отлаженные клеточные подходы, которые, правда, тоже таят в себе определенную опасность развития рака.

Сотрудники Висконсинского университета в г. Мэдисон описали в журнале Nature Biotechnology успешную регенерацию внутримозгового повреждения у мышей с помощью пересаженных им эмбриональных стволовых клеток человека (у ген-модифицированных мышей нет реакции отторжения на чужие клетки). Повреждение было вызвано нейротоксическим веществом, убившим два класса нервных клеток – ГАМК и холинергических. Первые являются клетками, которые с помощью синтезируемой ими гамма-аминомасляной кислоты (используемой для вызывания терапевтической «охранительной» комы) вызывают торможение в мозге, гася излишнее возбуждение нейронов. Вторые являются возбуждающими, вызывая мышечные сокращения. Нарушения ГАМК-нейронов выявлены при шизофрении и эпилепсии, депрессиях и всякого рода зависимостях; холинергических – при болезни Альцгеймера и синдроме Дауна.

Успех нового подхода был обусловлен тем, что ученые пересаживали не эмбриональные стволовые клетки (ЭСК), а их потомство в виде так называемых прогениторов упомянутых двух видов нейронов. Сделано это было для того, чтобы активно делящиеся ЭСК не дали опухолевых масс. «Мы должны быть уверенными, что не сеем семена рака», – сказал в связи с этим один из авторов статьи. У подопытных мышей восстановились моторные навыки и способность к обучению, а также память. Судить об этом можно было по успешным результатам классического теста в бассейне, где мышь должна была по памяти найти притопленный спасительный плотик.

Сотрудники Кембриджа и Ракового центра в Сиэтле определили молекулярные «ключи» выхода стволовых клеток из так называемого плюрипотентного состояния, способного дать самые разные клетки, в том числе и раковые, о чем сообщили в журнале Cell. К уже известным белкам, с помощью которых плюрипотентные клетки получают из фибробластов кожи, ученые добавили фолликулин, который необходим для созревания яйцеклеток в фолликулах. Благодаря этому начинается специализация-дифференцировка стволовых клеток с образованием нейронов.

Активности генома в нужном направлении способствует Wnt – известный регулятор развития организма. Его сигнал сдерживает рост мозга, а при отключении Wnt мышата рождаются с мозгом, который в два раза больше нормы. У хорошо известного молекулярным биологам червячка с красивыми именем Caenorbditis elegans отчетливо видны клетки с активированным Wnt, направляющим развитие различных клеточных линий.

У C. elegans известен весь его коннектом, то есть совокупность отростков нервных клеток (дендритов и аксонов). Это позволяет видеть последствия перерезки их с помощью лазерного луча. Известно, например, что радиус «общения» каждого нейрона в коре равен примерно 100 микронам (0,1 мм). Уже относительно давно у червячка известны и два противоборствующих гена, получившие сокращенные названия let (lethalis) и lin (linage). Их мутации ведут либо к гибели клеток elegans, либо к нарушению правильного развития специализированных клеток. Журнал Science опубликовал статью, в которой описывается новый ген Alg, который своим белковым продуктом встревает во взаимодействие этой пары. Дело в том, что let подавляет активность lin в стареющих нейронах, а тот, в свою очередь, «старания» первого в юных.

Все это очень важно с практической точки зрения. Известно, что не восстанавливаются не только нервные клетки, но и их отростки, особенно во взрослом организме. Но как быть со спинальниками, по разным причинам прикованными к креслам-каталкам? Вот почему ученые интенсивно ищут те генные системы, воздействие на которые позволило бы снять это проклятие, обратив вспять клеточные часы восстановления целостности и проводимости спинного мозга, поврежденных периферических нервов.