Naprawiają mózgi otyłych myszy

Doświadczenia na myszach z defektem prowadzącym do otyłości oraz serię pomiarów dokumentujących skuteczność metody transplantacji neuronów przeprowadzono na Uniwersytecie Harwarda (UH), w Massachusetts General Hospital (MGH) oraz w Instytucie Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN (Instytut Nenckiego) w Warszawie - poinformował Instytut w przesłanym PAP komunikacie.

Praca opisująca te badania ukazała się w czasopiśmie "Science". Jak wyjaśnili naukowcy, mózg bez neuronów reagujących na poziom leptyny we krwi nie kontroluje uczucia głodu i sytości. Wada genetyczna tego typu prowadzi do znacznej otyłości u ludzi i zwierząt. Polscy i amerykańscy badacze udowodnili w eksperymentach na myszach, że za pomocą transplantacji niewielkiej liczby nowych neuronów do uszkodzonego obszaru mózgu można przywrócić jego funkcje.

"Spektakularnym efektem przeprowadzonej przez nas naprawy mózgu było znaczne zmniejszenie wagi otyłych myszy z defektem genetycznym, a ponadto istotne zredukowanie niekorzystnych objawów towarzyszących cukrzycy" - powiedział dr Artur Czupryn (Instytut Nenckiego, UH, MGH), pierwszy współautor pracy.

W medycynie - przypomniano w komunikacie Instytutu Nenckiego - od pewnego czasu próbuje się naprawiać uszkodzone fragmenty mózgu za pomocą przeszczepów z komórek macierzystych. Zabiegi te są ryzykowne. Wszczepione komórki często rozwijają się w sposób niekontrolowany, co najczęściej prowadzi do rozwoju nowotworów.

Celem prowadzonych od pięciu lat badań na UH, MGH i w Instytucie Nenckiego było wykazanie, że za pomocą niewielkiego przeszczepu komórkowego można zrekonstruować brakujące obwody neuronalne i przywrócić utracone funkcje mózgu.

Zespół z Harwardu i Instytutu Nenckiego skoncentrował się na przeszczepach niedojrzałych neuronów (neuroblastów) i komórek prekursorowych, czyli swoistych komórek macierzystych, których kierunek rozwoju został już zdeterminowany. Jak podaje Instytut Nenckiego, do przeszczepów zastosowano komórki wyizolowane z niewielkich obszarów rozwijającego się mózgu zarodków zdrowych myszy. W ten sposób zwiększono szansę przekształcenia się komórek wprowadzanych do mózgu biorców w kierunku powstawania neuronów lub towarzyszących im komórek glejowych.

Wszystkie przeszczepiane komórki znakowano za pomocą białka fluorescencyjnego, co umożliwiało śledzenie ich losów w mózgach biorców. Obserwacje przeprowadzane 20 i więcej tygodni po zabiegu wykazały, że prawie połowa wszczepionych komórek przekształcała się w komórki nerwowe o typowej morfologii, produkujące białka charakterystyczne dla normalnych neuronów.

Jak informuje Instytut, nowe neurony miały wykształcone synapsy i komunikowały się z pozostałymi neuronami w mózgu, a także prawidłowo reagowały na zmieniające się poziomy leptyny, glukozy i insuliny.

Ostatecznym dowodem na przywrócenie poprawnego funkcjonowania podwzgórza myszy były pomiary masy ciała i znaczników metabolicznych we krwi. W przeciwieństwie do kontrolnej populacji otyłych myszy z wadą genetyczną, myszy z wszczepionymi neuronami miały wagę zbliżoną do prawidłowej. Zaobserwowano też odwrócenie niekorzystnych zmian parametrów metabolicznych we krwi.

"W literaturze naukowej opisano dotychczas szereg prób przeszczepiania komórek do mózgu. My udowodniliśmy, że za pomocą naprawdę niewielkiego przeszczepu neuroblastów i komórek prekursorowych potrafimy odtworzyć uszkodzone fragmenty mózgu i wpłynąć na zachowanie całego organizmu. Pokazaliśmy, że można wprowadzać nowe neurony, które funkcjonują prawidłowo, dobrze integrują się z tkanką nerwową biorców i dzięki nim możliwe jest przywrócenie brakujących funkcji mózgu. Metoda okazała się przy tym mało inwazyjna, a także bezpieczna, ponieważ nie doprowadzała do powstawania nowotworów" - podsumowuje dr Czupryn.

Jak napisano w komunikacie, nowa metoda mogłaby pomóc np. w usuwaniu skutków udarów mózgu lub efektywniejszym leczeniu choroby Parkinsona, którą wiąże się z niesprawnością dość dobrze określonego obszaru mózgu. Naukowcy podkreślają jednak, że zanim terapie oparte na ich pomyśle trafią do klinik i szpitali, potrzebne będą długie lata eksperymentów, badań i testów.

Metody badawcze zastosowane w projekcie są obecnie rozwijane w Instytucie Nenckiego dzięki grantowi z Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego.