Навигация по сайтуНавигация по сайту

Фонтан молодости? Вливания молодой крови «омолаживают» старых мышей

25 апреля 2017г. в 16:35 | Медицинские новости

Пожилые грызуны, которым влили кровь из человеческой пуповины, куда лучше справились с тестами на запоминание

Вливание «новой крови» уже давно служит метафорой для живительного воздействия, которое молодые сотрудники с новыми идеями оказывают на закостенелые организации. Но теперь исследования позволяют предположить, что фраза актуальна и в буквальном смысле: в том ключе, о котором заставляют задуматься множество историй о вампирах и случаи купания в ваннах из чужой крови. Молодая кровь и в самом деле способна вернуть юность мозгу.

Ученые из Стэндфордского университета под руководством Тони Висс-Корей в 2014 году выяснили, что вливания старым мышам крови молодых мышей способно обратить умственные и неврологические изменения, свойственные старшему поколению. Они прибегли к несколько шокирующим методам: две мыши были сшиты так, что их кровеносные системы объединились в одну (что известно как парабиоз), и обнаружили, что у старых мышей, присоединившихся к юным, изменилась мозговая активность гиппокампа, увеличилось количество нейронных связей и «синаптическая пластичность» – механизм, который, считается, лежит в основе способности к обучению и запоминанию, благодаря которому сила нейронных соединений меняется в ответ на новый опыт. Они также сделали вливания плазмы (жидкого компонента крови, в который входят белки и гормоны, но не клетки) молодых мышей старым, благодаря чему их результаты в тестах на обучение и запоминание заметно улучшились.

Если эти результаты применимы к человеку, их последствия окажутся неоценимыми. Вместе с тем, как увеличилась продолжительность жизни, проблема как естественного ослабления ума, так и нейродегенеративных заболеваний вроде болезни Альцгеймера приобрели статус чуть ли не главных во всем мире. Гиппокамп – область мозга, от которой зависит формирование эпизодической памяти (событийных воспоминаний) и пространственной памяти (для навигации в среде), особенно страдает с возрастом, что сопровождается ухудшением способности учиться и запоминать; упадок может начаться и раньше, если его вызывает Альцгеймер.

В новом исследовании, опубликованном в среду в журнале Nature, Висс-Корей и его коллеги пошли дальше и показали, что плазма из человеческой пуповины или крови молодых людей также позитивно влияет на старых мышей, что на шаг приближает нас к испытаниям на человеке. «Это указывает на то, что в крови молодых особей, в том числе человеческих, присутствуют некие соединения, которые обновляют состарившийся мозг, благодаря чему он начинает функционировать как молодой», – говорит Висс-Корей. Они также установили тип белка, и который, по-видимому, важен для наблюдаемых изменений, и который теперь станет новым объектом изучения для создания лекарств против ослабления умственных способностей.

Команда взяла плазму как из человеческой пуповины, так и у молодежи (19-24 лет) и людей постарше (61-82). Они заметили, что количество множества белков меняется в зависимости от происхождения плазмы. Они делали старым мышкам (выведенным с ослабленной иммунной системой, которая не могла бы отторгнуть человеческую плазму) вливания трех видов человеческой плазмы каждый четвертый день на протяжении двух недель. Ученые увидели: плазма из пуповины увеличила активность нескольких генов, ответственных за нейронную пластичность и память; тот же комплект генов стимулировала плазма молодежи; плазма же пожилых людей не оказала никакого эффекта на экспрессию генов. После этого ученые измерили электрическую активность в гиппокампе мышей, которые получили вливания каждого вида плазмы или физиологического раствора, что показало, что плазма из пуповины позитивно повлияла на тип синаптической пластичности под названием «долговременная потенциализация», или LTP, которую многие считают нейронной базой памяти.

После этого ученые указали на то, что изменения коснулись и поведения. Они прибегли к основанному на чувстве страха испытанию, в ходе которого мышам необходимо было запомнить ограждения, которые били током, и заданию с лабиринтом, в котором нужно было запомнить одну дырочку из многих других, в которой можно было бы безопасно спрятаться. Мыши, которым вливали плазму из пуповины, значительно лучше справились с обоими заданиями, если сравнивать с теми, кто получил лишь физраствор. «Важно то, что изменения коснулись тех поведенческих функций, которые зависят от гиппокампа, которые, как мы знаем, ухудшаются с возрастом», – говорит Эрик Блалок, биолог из университета Кентукки, который не принимал участия в исследовании. По его словам, подобное лечение способно обратить эти изменения вспять.

Для того, чтобы отследить, чем именно мы обязаны такому эффекту, ученые составили список белков плазмы, уровень которых падает с возрастом общих как для мышей, так и для людей. После этого они протестировали несколько главных кандидатов и обнаружили двоих, которые отвечали за нейронную пластичность. Первый, CSF2, уже был известен тем, что может уменьшить когнитивные расстройства и количество токсичных протеинов, которые накапливаются у мышей с болезнью Альцгеймера, поэтому они сфокусировались на втором, TIMP2, роль которого в старении мозга еще не исследовалась.

Ученые провели радиоактивную маркировку, чтобы увидеть, как введенный в вену TIMP2 проходит барьер между кровью и мозгом. Они ввели белок пожилым мышам с нормальной иммунной системой и заметили, что это оказало такой же эффект на память и долговременную потенциализацию, как плазма из пуповины. Таким образом, TIMP2 оказался достаточным для того, чтобы увидеть прогресс. Для того, чтобы доказать важность TIMP2 для запоминания, они ввели обычным молодым мышкам антитела, нейтрализующие этот ген. Из-за этого мыши очень плохо справились с заданиями на ориентирование в среде. Наконец, они показали, что старые мыши, которым ввели плазму без TIMP2, не ощутили на себе положительного эффекта, свойственного нормальной плазме. «Нас это удивило», – говорит Висс-Корей. «Я не ожидал, что картина окажется столь однозначной».

Исследование оставляет много открытых вопросов, над которыми сейчас трудится команда. «Мы пытаемся понять, что отвечает за выработку этих генов в организме, почему их становится меньше, и могли бы мы это регулировать в будущем», – говорит Висс-Корей. Как гены крови передают сигналы мозгу? Происходит ли это через кровеносные сосуды, управляют ли они напрямую нейронами или же поддерживающими клетками? Ранее Висс-Корей и его коллегам удалось обнаружить, что вместе с тем как пожилые мыши чувствовали себя лучше благодаря крови молодых мышей, те, напротив, страдали от ухудшения памяти после переливаний крови старших собратьев, то есть кровь может содержать гены старения. «Мы хотим их найти, так как после этого мы могли бы тормозить их развитие и принести пользу человечеству», – говорит Висс-Корей.

Результаты исследования могут найти применение совсем скоро. «Полученные выводы позволяют двигаться дальше и провести эксперимент с переливанием плазмы от одного человека другому», – говорит Висс-Корей. Так как плазма является естественным компонентом крови человека, не нужно будет дополнительно изучать ее токсичность в лаборатории на животных. Если действенность метода будет доказана, его можно будет применять уже через пару лет, в то время как на разработку одного лекарства уходит от 5 до 10 лет. По словам Висс-Корей, у его команды, возможно, получится вывести необходимые гены синтетически или создать молекулы, имитирующие их свойства, но на это уйдет гораздо больше времени.

Похожие статьи

Вперед Назад

Комментарии

Комментарии отсутствуют

Выберите себе хорошего специалиста!

Понравилось? Поделитесь с друзьями или разместите у себя: