Главная / Новости / Как самоликвидируются нервные аксоны

Как самоликвидируются нервные аксоны

Как самоликвидируются нервные аксоны

На нервную систему могут повлиять различные состояния, от травм в дорожно-транспортных происшествиях и побочных эффектов химиотерапии до глаукомы и рассеянного склероза. В таких случаях обычно происходит разрушение нервных аксонов, длинных «отростков», которые передают сигналы в другие части тела, благодаря чему происходит движение, работают функции зрения и осязания и другие жизненно важные функции.

Исследователи из Школы медицины Вашингтонского университета в Сент-Луисе нашли способ удаления поврежденных аксонов организмом. Возможно, он поможет в разработке новых лекарств, которые могли бы предотвратить потери аксонов и поддерживать функции нервов.

«Лечение дегенерации аксонов может помочь многим пациентам, потому как потери аксонов случаются при многих заболеваниях», – говорит Аарон Диантонио, доктор медицины, профессор онтогенетики, – «Хотя способ и не излечит все эти болезни, но есть надежда, что, сохраняя целостность аксонов, мы могли бы замедлить прогрессирование целого ряда заболеваний».

Диантонио является старшим автором исследования, которое было опубликовано 9 мая в онлайн журнале Cell Reports.

Так как дегенерация аксонов является основным виновником заболеваний, таких как рассеянный склероз, она также играет важную роль в правильном соединении нервной системы у развивающихся эмбрионов.

«Когда у эмбриона развивается нервная система, у него может быть неправильное или чрезмерное количество отростков аксонов, которые нужны только во время в развитии, а не позже», – говорит Диантонио. «Эти аксоны вырождаются, и это очень важно для соединения нервной системы. И взрослому организму может понадобиться чистый и быстрый способ удаления поврежденных аксонов здорового нерва, вместо того чтобы позволить ему разрушиться и, возможно, нанести вред соседним аксонам».

Диантонио сравнил процесс с запрограммированной гибелью клеток или апоптозом, который также имеет важное значение при эмбриональном развитии. Апоптоз отбраковывает ненужные или поврежденные клетки организма. Если программа клеточной гибели чрезмерно активна, она может убить здоровые клетки, которые должны сохраняться. И если апоптозу не удалось уничтожить поврежденные клетки у взрослых, это может привести к раку.

Новое открытие также подчеркивает, что потеря аксонов не является пассивным процессом распада в результате травмы. Так же, как апоптоз активно разрушает клетки, аксональная дегенерация является результатом клеточной программы, которая эффективно удаляет поврежденные аксоны. При некоторых заболеваниях программа может неправильно срабатывать.

«Мы хотим понять дегенерацию аксонов так же как мы понимаем запрограммированную смерть клетки и надеемся разработать лекарственные препараты, блокирующие процесс, когда она становится гиперактивной», – говорит Диантонио.

Диантонио провел данное исследование при сотрудничестве с Джеффри Д. Милбрандтом, доктором Джеймсом К. Макдоннеллом, профессором и заведующим кафедрой генетики, и первым автором исследования Элизабеттой Бабетто, кандидатом наук, научным сотрудником.

Изучая мышей, исследователи обнаружили, что ген под названием Phr1 играет важную роль в регуляции саморазрушения поврежденных аксонов. Когда они удалили ген Phr1 у взрослой мыши, отделенная часть аксонов сохранилась гораздо дольше, чем у мышей с геном.
У нормальных мышей, отделенный аксон полностью разрушился через два дня. Исследователи обнаружили, что у мышей без Phr1, около 75 процентов отделенных аксонов сохранялись в течение пяти дней, а четверть сохранялась не менее 10 дней. У мышей не наблюдалось никаких побочных эффектов и очевидных проблем, связанных с отсутствием гена Phr1.

Результаты указывают на возможность того, что блокирование белка Phr1 препаратом может сохранять функциональность поврежденных аксонов, когда организм обычно приводит их к самоуничтожению.

Диантонио подчеркивает, что он не пытался спасти аксоны, которые не имеют никакого отношения к остальной части нерва. Во множестве случаев, таких, как травмы или заболевания, при которых аксоны не повреждаются, блокировка белка Phr1 потенциально может сохранить аксоны, которые в противном случае самоуничтожатся.

Важно отметить, что исследовательская группа также изучила зрительные нервы центральной нервной системы, которые повреждены при глаукоме, и нашли схожий защитный эффект при отсутствии гена Phr1.

«Это не первый обнаруженный ген, отсутствие которого защищает млекопитающих от дегенерации аксонов», – говорит Диантонио, – «Но это первый ген, который содержит сведения о своей работе. Это может быть важно при заболеваниях, таких как глаукома, рассеянный склероз и другие нейродегенеративные заболевания центральной нервной системы».

Диантонио также указывает на пути, которые возможно помогут больным с раком. Многие химиотерапевтические препараты вызывают повреждение периферийных аксонов, что может ограничивать дозировку пациента.

В рамках нового исследования, ученые продемонстрировали, что аксоны без гена Phr1 были защищены от повреждений, вызванных препаратом химиотерапии Винкристином, используемом для лечения лейкемии, нейробластомы, болезни Ходжкина и неходжкинской лимфомы, и других видов рака.

«В этом случае, потери аксонов не вызваны болезнью, они вызваны назначенными препаратами. Вы знаете дату начала приема и дату его прекращения. Это, вероятно, единственный момент, когда мы можем повлиять на этот процесс», – говорит Диантонио.


Источник:
sciencedaily.com



Смотрите также: