Радиационное поражение мозга вылечили фрагментами стволовых клеток

Американские исследователи обнаружили, что пересадка микровезикул человеческих стволовых клеток в гиппокамп крыс эффективно предохраняет их мозг от последствий радиоактивного облучения. Результаты работы опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Действие радиации на мозг, в частности, при проведении лучевой терапии, вызывает воспаление, структурные изменения нейронов и, как следствие, ухудшает мыслительные способности. Эксперименты сотрудников Калифорнийского университета в Ирвине показали, что имплантация человеческих нервных стволовых клеток уменьшает воспаление, улучшает обмен веществ в мозге, повышает нейрональную пластичность и восстанавливает поведенческие реакции у крыс, подвергшихся действию ионизирующего излучения. Однако пересадка стволовых клеток сопряжена с риском развития опухолей (тератом) и отторжения трансплантата, требующего иммуносупрессии.

В силу этого исследователи решили имплантировать не целые клетки, а продуцируемые ими микровезикулы (эктосомы). Они представляют собой шаровидные фрагменты клеточных мембран диаметром от 100 до 1000 нанометров. Микровезикулы, циркулирующие в крови, содержат матричную РНК, микроРНК, белки и липиды, за счет чего играют важную роль в межклеточных коммуникациях.

Ученые подвергли лабораторных крыс облучению головы в дозе 10 Грей, после чего половине из них пересадили в мозг микровезикулы, произведенные человеческими нервными стволовыми клетками. Животные из контрольной группы действию радиации не подвергались.

Спустя месяц функции мозга животных проверили в ряде тестов, таких как изучение новых мест, новых и перемещенных объектов, а также контекстное условно-рефлекторное замирание (проверка формирования чувства страха). Во всех этих тестах результаты крыс — реципиентов микровезикул не отличались от контрольной группы, в то время как облученные животные выполняли задания значительно хуже.

Иммунофлуоресцентное исследование показало, что микровезикулы поглощались и зрелыми нейронами, и поддерживающими клетками астроглии. Кроме того, трансплантация снизила число активированных клеток микроглии (ED-1⁺) в гиппокампе, что свидетельствует об уменьшении воспаления нервной ткани. Микроскопия срезов нервной ткани, импрегнированных серебром по Гольджи-Коксу, показала восстановление поврежденных радиацией нейронов под действием микровезикул.

Таким образом, трансплантация эктосом человеческих нервных стволовых клеток оказалась эффективным средством восстановления структуры и функций мозга, нарушенных действием радиации. При этом методика, в отличие от пересадки целых клеток, не сопряжена с риском развития тератом и практически не вызывает иммунных реакций.

Олег Лищук