Учёные восстановили нейроны, вернувшие мышам способность ходить после паралича из-за травмы спинного мозга

Международная группа учёных из UCLA, Швейцарской высшей технической школы Цюриха и Гарвардского университета определила ключевое условие для восстановления двигательных функций после травмы спинного мозга у мышей. Исследование показало, что восстановление функций происходит только при целенаправленном отрастании аксонов определённых нейронов к их естественным целевым областям, а не при случайной регенерации.

В более раннем исследовании 2018 года, опубликованном в Nature, эта же команда обнаружила метод, стимулирующий регенерацию аксонов — волокон, связывающих нервные клетки, — после травмы спинного мозга у грызунов. Однако даже успешное отрастание аксонов через серьёзные повреждения не гарантировало восстановления двигательных функций.

В новой работе, опубликованной в Science, учёные решили выяснить, приведёт ли направленная регенерация аксонов конкретных субпопуляций нейронов к их естественным мишеням к функциональному восстановлению. Сначала с помощью передового генетического анализа они идентифицировали группы нервных клеток, отвечающих за улучшение ходьбы после частичного повреждения спинного мозга.

Оказалось, что простое отрастание аксонов этих нейронов через место повреждения без специфического «наведения» не влияло на восстановление функций. Но когда стратегию усовершенствовали, добавив химические сигналы для привлечения и направления регенерирующих аксонов к их естественной целевой области в поясничном отделе спинного мозга, у мышей с полной травмой наблюдалось значительное улучшение способности ходить.

«Наше исследование даёт важное понимание сложностей регенерации аксонов и условий для функционального восстановления после травм спинного мозга. Оно подчёркивает необходимость не только отращивать аксоны через повреждения, но и активно направлять их к естественным целевым областям для достижения значимого неврологического восстановления», — отметил старший автор работы Майкл Софрониев, профессор нейробиологии в Медицинской школе Дэвида Геффена при UCLA.

Авторы считают, что понимание важности восстановления проекций конкретных нейронов к их природным мишеням открывает значительные перспективы для разработки терапий, направленных на восстановление неврологических функций у более крупных животных и людей. При этом они признают сложность стимуляции регенерации на больших расстояниях у негрызунов, что потребует стратегий с тщательно выверенными пространственными и временными параметрами.

Учёные заключают, что применение принципов, изложенных в их работе, «откроет путь к достижению значимого восстановления после травмы спинного мозга и может ускорить репарацию после других повреждений и заболеваний центральной нервной системы».