Сотрудники Центра нейробилогии имени Ф. Кирби (F.M. Kirby Neurobiology Center) Бостонской детской больницы обнаружили вещество, которое успешно способствует восстановлению спинного мозга после травм. В их эксперименте, 80% мышей, парализованных после повреждения спинного мозга, вернули себе способность ходить.
Большое количество травм спинного мозга приводит к парализации, даже если нервные волокна разорваны не полностью. В предшествующих исследованиях, даже если удавалось добиться появления новых аксонов у нервных клеток, это приводило лишь к временному и неконтролируемому движению конечностей. Определенный эффект для пациентов с повреждением спинного мозга дает эпидуральная электростимуляция, когда на нижнюю часть спинного мозга воздействуют слабыми зарядами тока. В сочетании со специальными упражнениями это позволяло некоторым пациентам восстановить способность к движению.
«Эпидуральная стимуляция, по-видимому, влияет на возбудимость нейронов, – говорит руководитель нынешнего исследования Чжиган Хэ (Zhigang He). – Однако, когда вы отключаете стимуляцию, эффект исчезает. Мы попытались придумать фармакологический подход, чтобы подражать стимуляции и лучше понять, как это работает». Исследователи подобрали несколько веществ, влияющих на возбудимость нейронов и способных проходить гематоэнцефалический барьер. Эффективность этих средств проверялась на подопытных мышах с сильной травмой спинного мозга, у которых оставались нетронутыми лишь некоторые нервы.
Одно соединение, CLP290, показало наиболее сильный эффект, позволяя мышам снова ходить после четырехнедельного курса внутрибрюшинных инъекций. Электромиография подтверждала активность соответствующих мышц задних ног. Способность двигаться у этих мышей оставалась выше, чем у контрольной группы, спустя две недели после прекращения лечения.
CLP290 активирует белок под названием KCC2, который присутствует на клеточных мембранах нейронов и обеспечивает транспорт ионов калия и хлора. Согласно новому исследованию, в тормозящих нейронах после травмы выделяется значительно меньше этого белка, поэтому они становятся неспособны реагировать на сигналы из мозга. При этом они перестают воспринимать тормозящие импульсы, но нормально воспринимают возбуждающие. Поскольку сами эти нейроны выполняют тормозящую функцию, их постоянное возбуждение ведет к подавлению сигнала в спинномозговой цепи. Восстановление KCC2 дает возможность тормозящим нейронам вновь воспринимать тормозящие сигналы мозга, что ведет к активации поврежденных травмой нервных связей. «Восстановление торможения позволяет всей системе возбудиться легче», – объясняет Чжиган Хэ.
Результаты исследования опубликованы в журнале Cell.