Исследовательская группа из университета Кумамото, Япония, открыла новый нейрогенетический механизм, ответственный за развитие мозга. Применяя собственную технологию распознавания следового количества белка в живых организмах, ученые нашли новый белок, названный Matrin 3. Дефицит этого белка приводит к нарушению дифференцировки стволовых клеток и неправильному формированию слоев мозга. Об этом исследователи рассказалив журнале Scientific Reports.

Во время эмбрионального периода стволовые клетки в недифференцированном состоянии могут делиться, в дальнейшем они дают начало разным типам клеток, таким как нейроны и клетки глии. Эта способность называется плюрипотентностью. Она регулируется комбинацией из множества активных генов и особенностями транскрипции. Однако, нам еще очень мало известно про молекулярные механизмы, контролирущие этот процесс.

Исследовательская группа университета Кумамото попыталась найти молекулу, которая определяет судьбу стволовых нервных клеток. Особенно их заинтересовали факторы транскрипции, регулирующие синтез РНК на основе ДНК.

Известно, что факторы транскрипции представляют из себя белки и регулируют синтез РНК путем сигналов «включения» или «выключения». Этот процесс реализуется с помощью фосфорилирования, в ходе которого изменяется действие белка за счет добавления молекулы фосфата. Однако, поскольку фосфорилирование происходит внутри организма (in vivo) и только внутри клеточного ядра в небольшом количестве, его трудно изучать.

К счастью, исследовательская группа ранее разработала собственную технологию для обнаружения следового количества белка. Используя ее, ученые обнаружили новый ядерный фосфорилирующий белок под названием «Matrin-3», который, по их мнению, и отвечает за судьбу стволовых клеток.

Когда недифференцированные нервные клетки, которые культивировались из мозга эмбриона мыши, получали фактор роста фибробластов (FGF2), экспрессия Matrin-3 значительно увеличивалась и улучшалось фосфорилирование.

Кроме того, эксперименты показали, что дефицит Matrin-3 заставляет нервные стволовые клетки удлиняться и дифференцироваться в нейроны, при этом дифференцировка слоев головного мозга нарушается.

Фосфорилированный Matrin-3 часто экспрессируется в кортикальной пластинке (CP), промежуточной зоне (IZ) и вентрикулярной зоне (VZ), содержащей наибольшее скопление стволовых клеток. Credit: Niimori-Kita, K. et al.

Исследователи обнаружили, что фосфорилирование серинового остатка в положении 208 аминокислотной последовательности Matrin-3 обеспечивало поддержание клеток в недифференцированном состоянии.

«Недавние исследования показали, что мутация гена Matrin-3 вызывает боковой амиотрофический склероз (БАС), — говорит помощник профессора Канако Ниимори-Кита (Kanako Niimori-Kita), который возглавлял исследование, — результаты нашей работы могут дать важные подсказки для выяснения механизма возникновения и развития данного заболевания».

Текст: Анастасия Тихомирова

http://neuronovosti.ru/chto-opredelyaet-sudbu-stvolovyh-nervnyh-kletok-pri-razvitii-mozga/

Новое исследование, проведенное учеными Исследовательского института Мозга в Крембиле и опубликованное в журнале Frontiers in Neuroscience, дает основания полагать, что кофе может не только подарить утреннюю бодрость, но и защитить от болезни Альцгеймера и болезни Паркинсона.

Корреляции между употреблением кофе и снижением риска развития нейродегенеративных заболеваний известны давно, но какие молекулы в этом участвуют и каков механизм подобного явления, оставалось непонятно.

Это исследование пока что первое в своем роде. Для его проведения потребовалось изучить три типа кофе (марки Starbucks brand 100% Arabica): легкого и темного обжаривания, а также без кофеина. В ходе эксперимента показано, что кофеин не играет в профилактике заболеваний никакой роли, а вот степень обжарки оказала влияние.

Ученые идентифицировали группу соединений, известных как фенилинданы, которые возникают в результате процесса обжига кофейных зерен. Они были выбраны в результате тестирования шести соединений из кофе: кофеина, хлорогеновой кислоты, хинной кислоты, кофейной кислоты, кверцетина и фенилинданов.

Фенилинданы уникальны тем, что они являются единственным соединением, которое предотвращает или, скорее, ингибирует появление агрегатов — как бета-амилоида, так и тау-белка. Именно эти  два белка обуславливают патогенез болезней Альцгеймера и Паркинсона. Таким образом, эти соединения оказывают двойное действие.

Это и было установлено в эксперименте: авторы синтезировали бета-амилоид, синтезировали тау-белок и проверяли влияние кофейного экстракта а также специально полученных при помощи органического синтеза фенилинданами

Поскольку обжиг приводит к увеличению количества фенилинданов, темный жареный кофе имеет превентивный потенциал выше, чем кофе средней или легкой обжарки.

Пока что исследователи не называют кофе лекарством, но уже интересуются тем, насколько эффективны эти соединения, попадают ли они в кровоток и проникают ли через гематоэнцефалический барьер.

Текст: Дарья Тюльганова

http://neuronovosti.ru/coffe-parkinson/

Команда исследователей из Великобритании выяснила, что дифференциация нервных клеток в эмбриональном периоде развития идет не так, как предполагали ранее. В опубликованной в журнале Cell статье рассказывается о том, что сначала клетки «размещались» по отношению к «верху» или «низу», и только потом «определялись» со своей «профессией».

У позвоночных животных нервная система, в том числе и центральная, развивается из верхнего зародышевого листка – эпибласта. Далее края эпибласта вворачиваются внутрь и, замыкаясь, образуют трубку, которая в дальнейшем даст начало головному и спинному мозгу.

Долгое время господствовала точка зрения, что «нервная» природа клеток устанавливалась до того, как они понимали, в какой части тела – передней или задней – они находятся. Но недавно в журнале Cellбыла опубликована работа, авторы которой отслеживали, как клетка становится нейроном, наблюдая за перестройками хроматина в ее ядре.

Оказалось, что, вопреки распространенной точке зрения, клетки, которые дадут начало головному мозгу, сначала «осознают себя» клетками передней части тела, и лишь потом – свою «нервную сущность». В свою очередь, клетки спинного мозга сначала под действием специальных молекулярных сигналов становятся клетками задней части тела, а уже потом – клетками развивающейся нервной системы.

Таким образом, похоже, устоявшиеся взгляды на эмбриональное развитие нервной системы предстоит серьезно пересмотреть.

Текст: Елизавета Минина

http://neuronovosti.ru/novye-podrobnosti-embrionalnogo-razvitiya-nervnoj-sistemy/

Искусственный интеллект в виде нейронных сетей все глубже проникает в медицину. Теперь он «отбирает хлеб» (на самом деле – нет) у особой касты врачей – анестезиологов.  Чем сложнее операция, чем сложнее пациент, тем больше данных нужно анестезиологу и тем выше нужна его квалификация, чтобы все закончилось хорошо и пациент вышел из наркоза. Одно из самых опасных «анестезиологических» осложнений – это гипоксемия, недостаточное содержание кислорода в крови пациента.  Она может стать причиной и сердечного приступа, и ишемии головного мозга и много чего ещё.

Учёные из Вашингтонского университета разработали систему Prescience, которая используя все данные о пациенте (в первую очередь – возраст, рост и вес), сама способна оценить риск возникновения гипоксемии ещё до начала операции, а затем корректировать этот риск в режиме онлайн во время хирургического вмешательства.  Принципы и описание Prescience исследователи опубликовали в Nature Biomedical Engineering.

Более того, система способна объяснить врачу, почему может возникнуть гипоксемия, что важно для лучшего понимания анестезиологом и всей хирургической командой происходящего.

Обучение Prescience велось на основе 50 000 записей хирургических операций, выполненных в Медицинском центре Вашингтонского университета. Именно на этой выборке удалось показать, что главный фактор риска возникновения гипоксемии – индекс массы тела (вообще, говоря – один из главных показателей здоровья, равный отношению массы тела, выраженной в килограммах на квадрат роста, выраженного в метрах).

Тестирование Prescience в клинической практике показало, что если во время операции анестезиолог пользуется Prescience во время операции, то он способен предсказать эпизод гипоксии на 16%точнее, чем без помощи программы. Так что новые технологии здесь не вытесняют человека, а помогают ему эффективнее работать.

Текст: Алексей Паевский

http://neuronovosti.ru/nejroset-v-pomoshh-anesteziologu/

12 ноября в рамках Международной специализированной выставки MEDICA в Дюссельдорфе был представлен разработанный Самарским государственным медицинским университетом нейротренажер ReviVR. Международную презентацию инновационного изделия провел холдинг «Росэлектроника» Госкорпорации Ростех.

Впервые разработчикам удалось соединить использование виртуальной реальности и тактильной обратной связи при реабилитации пациентов с нарушениями двигательной активности нижних конечностей.

Нейротренажер ReviVR представляет собой аппаратно-программный комплекс, состоящий из пневмоманжет, компрессорной установки для нагнетания воздуха, очков виртуальной реальности и специализированного программного обеспечения. Пациент погружается в виртуальную среду и может видеть себя в вертикальном положении. За счет стимуляции мозговой активности нейронные связи восстанавливаются, человек «привыкает» к вертикальному положению, что благоприятно сказывается на состоянии пациента.

На сегодняшний день Самарский государственный медицинский университет совместно с холдингом «Росэлектроника» запустили серийное производство нейротренажера. Продукция используется в медицинских учреждениях Самары и Москвы.

Пациенты в остром постинсультном периоде – в течение 48 часов после зафиксированного факта нарушения мозгового кровообращения – после прохождения курса реабилитации на тренажере ReviVR в стационаре, улучшают показатели двигательной активности в 2 раза.

«Порядка 20 медицинских учреждений и реабилитационных центров уже оснащены нейротренажером ReviVR, – комментирует директор Института инновационного развития, заведующий кафедрой оперативной хирургии и клинической анатомии СамГМУ, профессор РАН Александр Колсанов. – Тренажер доказал свою эффективность в реабилитации после инсульта. Сейчас мы изучаем его влияние при других нозологиях: черепно-мозговых травмах, травмах спинного мозга, при рассеянном склерозе и болезни Паркинсона».

Эксперты Инженерно-маркетингового центра концерна «Вега» (входит в холдинг «Росэлектроника») продемонстрируют посетителям выставки возможности нейротренажера на выставочном стенде в рамках объединенной экспозиции российских производителей медицинских изделий.

«Использование виртуальной реальности в медицине – крайне актуальная тема. Нам удалось шагнуть дальше и совместить визуальное, слуховое и тактильное воздействие. Мы уже получили российский патент на изделие и подали международную заявку, которая фиксирует наше приоритетное право по данной технологии. Мы ожидаем большой интерес со стороны иностранных заказчиков на форуме MEDICA, который уже более 40 лет является одним из самых представительных мероприятий в области здравоохранения», – отметил генеральный директор ИМЦ Концерна «Вега» Александр Кулиш.

Текст: СамГМУ

http://neuronovosti.ru/revivr-medica/

С нетерпением ожидаемое многими нейроучеными и неврологами мира событие состоялось – впервые человеку с болезнью Паркинсона пересадили предшественники дофаминергических нейронов, перепрограммированные из кожи и выращенные в пробирке. Об этом сообщается на сайте Nature.

Запустили первый этап клинического испытания по лечению болезни Паркинсона индуцированными плюрипотентными клетками (iPS) в Киотской университетской больнице. Нейрохирург Такаюки Кикучи (Takayuki Kikuchi) пересадил первому из семи участников экспериментального лечения 2,4 миллиона клеток, распределив их по 12 областям мозга, которые должны активно производить дофамин. Трансплантация «собственных» нейронов должна стать многообещающим методом лечения, поскольку эксперименты с донорскими нейронами приносили замечательный результат: пациент с такими нейронами прожил 24 года.

Болезнь Паркинсона – это нейродегенеративное заболевание, которое характеризуется постепенным отмиранием дофаминергических нейронов в черной субстанции, находящейся в среднем мозге. Из-за этого нарушается мышечный тонус – движения становятся скованными, неловкими, медленными, появляется тремор, возникают когнитивные расстройства. Эффективное лечение болезни на данный момент не найдено, а для коррекции состояния используются предшественник дофамина леводопа и ее аналоги, а также глубокая стимуляция мозга. Подробнее об этом вы можете узнать в нашей статье.

Первым пациентом стал 50-летний мужчина, страдающий болезнью Паркинсона более семи лет. Длилась операция, точнее, процедура около трех часов, провели ее в октябре, и уже месяц за пациентом внимательно наблюдают. Пока его состояние не вызывает никаких опасений, побочные действия также не дали о себе знать. Если через шесть месяцев никаких осложнений не возникнет, ученые планируют пересадить ему еще 2,4 миллиона клеток.

Для получения предшественников дофаминергических нейронов руководитель научной группы Джун Такахаши (Jun Takahashi) из Центра по исследованию и применению iPS-клеток Университета Киото и его коллеги использовали клетки кожи здорового анонимного донора. Изучение эффективности и безопасности методики, применив ее еще у шести пациентов, планируют завершить к 2020 году и предполагают, что уже в 2023 году технология выйдет в «клинику» в соответствии с системой ускоренного утверждения регенеративного лечения в Японии.

Технология по клеточному репрограммированию, которую разработал Синъя Яманака в 2006 году на базе Университета Киото, привела своего создателя к Нобелевской премии в 2012 году. В 2014 же году iPS клетки впервые были одобрены для клинического применения в качестве лечения заболеваний сетчатки. Причем создала эту методику жена Джуна Такахаши, офтальмолог Масайо Такахаши (Masayo Takahashi).

Текст: Анна Хоружая

http://neuronovosti.ru/ipsa-first-parkinson-patient/

В Медицинском центре Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) провели уникальную операцию по реконструкции черепной коробки. При ее подготовке использовалась технология 3D-моделирования и печати имплантов из современных материалов. Краниопластика с помощью аддитивных методов была выполнена в практической медицине Приморского края впервые.

Краниопластика — операция, которая показана для закрытия трепанационного отверстия после удаления гематом, опухолей, переломов свода черепа. Она позволяет минимизировать вторичные повреждения головного мозга, устранить косметический дефект и предотвратить посттравматические осложнения.

В ходе лечения пациентам проводят компьютерную томографию. На основе ее результатов и с учетом размеров дефекта черепа изготавливают «фантомную модель», которая дает возможность смоделировать поверхность пластины с учетом анатомических особенностей пациента. Медицинский центр ДВФУ заказывает импланты на специализированных заводах в Хабаровске или Новосибирске, где в течение двух недель производят готовую пластину из титанового сплава.

По оценкам специалистов, использование аддитивных технологий в краниопластике имеет безусловные преимущества: сокращает время операции, уменьшает возможные риски осложнений, позволяет создавать имплантаты практически любой формы с учетом индивидуальных особенностей пациента и самой травмы. После операции пациента выписывают на седьмые сутки, а полное заживление происходит уже через 10-12 дней.

Медицинский центр ДВФУ — самая современная клиника на Дальнем Востоке России. Оснащенный уникальным оборудованием, центр оказывает высокотехнологичную помощь, проводит диагностику и реабилитацию пациентов на основе последних разработок в области медицины, выступает площадкой для повышения квалификации специалистов со всего региона. Клиника работает по 24 направлениям — травматология и ортопедия, эндопротезирование и реконструктивная хирургия, роботизированная хирургия, нейрохирургия, неврология и другим. За пять лет специалисты Медицинского центра ДВФУ выполнили более 22 000 операций.

Текст: Лидия Воложанина, ДВФУ

http://neuronovosti.ru/3d-printer-v-pomoshh-nejrohirurgu/

Относительно недавно ученые смогли не просто выращивать однослойные культуры клеток – теперь им доступно выращивание «3D-культур», которые могут даже быть устроены внутри почти как реальные органы человека. Однако, как выяснилось в работе, которая предварительно опубликована в базе препринтов bioRxiv, активность клеток мини-мозгов сильно напоминает активность мозга недоношенных новорожденных. Это оказалось настолько интересным, что об этом поспешили написать на сайте Nature.

Метод по выращиванию органоидов решили взять на вооружение исследователи, занимающиеся изучением ранних этапов развития мозга. По понятным причинам достать образец ткани мозга плода очень сложно, а наблюдать развитие мозга плода, когда он находится в утробе матери, и вовсе практически невозможно.

Группа американских ученых получила клетки коры головного мозга, должным образом «запрограммировав» стволовые клетки. За десять месяцев были выращены сотни «органоидов», имитирующих мозг и состоящих из нейронов коры. При этом ученые контролировали, что в клетках органоидов действительно экспрессируются такие же гены, как и в клетках развивающегося мозга человека.

Однако, самое интересное заключается в электрической активности поверхности мозгоподобных органоидов, которую ученые измеряли в течение нескольких месяцев. Оказалось, что через шесть месяцев месяцев она резко возросла: клетки «мини-мозгов» все чаще испускали потенциалы действия. Более того, подобная картина – хаотические «вспышки» синхронизированной электрической активности – характерна для развивающегося мозга малышей, родившихся преждевременно.

У взрослых людей нейроны уже организованы в сложные сети, которые слаженно испускают электрические сигналы во вполне предсказуемом ритме. Иными словами, ученые смогли получить модель мозга, аналогичную мозгу младенцев, рожденных на 19-25 неделе после зачатия. Исследователи планируют дальше следить за развитием «мини-мозгов»: станет ли их электрическая активность в какой-то момент соответствовать мозгу взрослого человека?

Впрочем, совсем уж приравнивать полученные органоиды к настоящему мозгу плода нельзя. В них нет многих типов клеток коры, кроме того, в них отсутствуют другие структуры мозга, кроме коры. Есть и скептически настроенные нейробиологи, которые уверены, что одного лишь сходства электрической активности органоидов и мозга младенцев мало, чтобы считать первые адекватной моделью последних. Более оптимистичные исследователи надеются, что «мини-мозги» помогут разобраться в развитии таких заболеваний, как эпилепсия и аутизм, поскольку, вероятно, их первые признаки начинают проявляться уже во внутриутробном развитии.

Интересно, что в апреле 2018 года в той же Nature в отдельной статье рассматривается вопрос: применима ли научная этика к культурам мозга. Разбор этой работы вы тоже можете прочитать на нашем портале.

Текст: Елизавета Минина

http://neuronovosti.ru/mozg-iz-probirki-po-elektricheskim-svojstvam-okazalsya-pohozh-na-mozg-mladentsa/

Исследователи из Нидерландского института нейронаук показали, как иммунная система участвует в защите ткани мозга от патогенов и обозначили возможную роль Т-клеток в развитии некоторых патологических состояний центральной нервной системы.  Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.

Долгое время считалось, что ткань мозга недоступна для клеток иммунной системы, так как жестко отделена от кровотока гематоэнцефалическим барьером. Позже в ткани мозга мышей были найдены так называемые резидентные Т-клетки памяти (TRM, Т-лимфоциты, которые “живут” в ткани без циркуляции по организму), которые выполняли цитотоксическую защиту мозга от местных патогенов.

При возникновении инфекции в лимфоузлах активируются  так называемые наивные Т-клетки – (иммунные клетки (спешно прошедшие позитивную и негативную селекцию в тимусе, попавшие на периферию организма, но еще не имевшие контакта с антигеном).  После устранения инфекции, эти клетки дифференцируются в Т-клетки памяти, которые циркулируют по крови и, в случае угрозы инфекции, могут оседать в нелимфоидных органах. Резидентные клетки – TRM – это потомки этих клеток, потерявшими способность рециркулировать.

Изучение механизмов работы Т-клеток мозга может предоставить новые возможности для изменения поведения этих клеток у пациентов с инфекционными, воспалительными и аутоиммунными заболеваниями центральной нервной системы.

Для этого исследователи изучили фенотип и секретируемые молекулы Т-клеток из белого вещества головного мозга (аутопсийный материал головного мозга умерших пациентов предоставил Нидерландский банк мозга) и сравнили его с мононуклеарными клетками периферической крови.

Выяснилось, что ткань мозга заселяют преимущественно CD8+ T-клетки, которые имеют фенотип (CD69+CD103− и CD69+CD103+) и профиль транскрипционных факторов соответствующий резидентными Т-клеткам памяти. CD4+ Т-клетки мозга также соответствовалиTRM, но имели низкую экспрессию CD103. Дальнейший анализ показал, что оба типа клеток CD103− и CD103+ локализуются в основном в периваскулярном пространстве, а к миграции непосредственно в ткань мозга более склонны CD103+ клетки. Это коррелирует и с повышенным синтезом сдерживающих чрезмерную активность иммунной системы молекул PD-1 и CTLA-4 у клеток CD69+CD103+ фенотипа, что важно для защиты нейронов от повреждения своими же литическими ферментами, которые являются высоконейротоксичными.

Полученные знания помогут понять, как иммунная система обеспечивает местную защиту мозга, и могут быть использованы для дальнейшего изучения роли TRM-клеток в развитии некоторых аутоиммунных и нейродегенеративных заболеваний. Так, например, авторы работали с образцами мозга пациентов, умерших от рассеянного склероза.

Текст: Наталья Куриленко

http://neuronovosti.ru/raskryta-priroda-immunnyh-kletok-v-golovnom-mozge/

Липецкая область

Инсульт относится к самым опасным и распространенным болезням 21 века. Более всего ему подвержены пожилые люди, однако болезнь «молодеет» с каждым годом: все чаще фиксируются инсульты у относительно молодых людей, подростков и даже детей. В 2006 году Всемирная организация по борьбе с инсультом объявила 29 октября Всемирным днем борьбы с инсультом, тем самым призвав к срочным активным действиям против этого заболевания.

С целью повышения информированности населения о факторах риска развития сердечно-сосудистых заболеваний и пропаганды здорового образа жизни 24 октября 2018 года в торгово-развлекательном центре «Европа» состоялась массовая профилактическая акция «СТОП инсульт!».

Организаторами мероприятия является Липецкий областной центр медицинской профилактики совместно с Центрами здоровья Липецкой городской поликлиники №2 и Липецкой городской поликлиники №7, Областной клинической больницей, Областным наркологическим диспансером, Областным врачебно-физкультурным диспансером, Центром последипломного образования и Липецким медицинским колледжем.

 рамках акции посетители торгово-развлекательного центра смогли: измерить уровень артериального давления; пройти обследование с помощью кардиовизора; пройти обследование на смокелайзере и пульсоксиметре; измерить кистевой мышечный тонус с помощью динамометра; получить консультацию врача Центра здоровья.

Как рассказал главный внештатный специалист невролог управления здравоохранения Липецкой области Геннадий Викторович Кириллов, в России ежегодно жертвами инсульта становятся 450 тысяч человек. Если раньше он встречался у пациентов старше 55 лет, то сегодня треть случаев инсульта приходятся на возраст 30-40 лет: «Инсульт где-то примерно в 20-30% случаев приводит к смерти больного в течение первого месяца, в 50% - в течение года. Из тех, кто перенес инсульт, только 10% возвращаются к труду, а примерно 50% будут нуждаться в постоянном уходе».

На различных информационных площадках специалисты крупнейших медицинских организаций региона рассказывали посетителям торгового центра о профилактике инсульта и факторах риска, среди которых главные – гипертония, сахарный диабет, избыточный вес и отсутствие физической активности, повышенный уровень холестерина, курение, злоупотребление алкоголем.

Все желающие могли принять участие в интерактивной беседе по составлению системы правильного питания с учетом показателей здоровья, возрастных данных и уровня физической активности здоровья, а также в мастер-классах по оказанию сердечно-легочной реанимации и первой помощи при инсульте с использованием манекена.

Действенный способ противостоять заболеваниям системы кровообращения – здоровый образ жизни и активные занятия физкультурой и спортом. Для этого студенты Липецкого медицинского колледжа провели вместе с посетителями торгового центра флешмоб и устроили массовую зарядку.

Кроме того, во время мероприятия вела работу информационная площадка с распространением полиграфической продукции среди населения по вопросам профилактики ССЗ и оформлением арт-объекта «Мы против инсульта!», где каждый липчанин мог оставить отпечаток своей ладошки и внести небольшой вклад в борьбу с этим грозным заболеванием.

По итогам проведения массовой профилактической акции «СТОП инсульт», ее участниками стали более 170 человек, из них 65 человек прошли обследования у специалистов Центров здоровья.

https://www.rosminzdrav.ru/regional_news/9345-profilakticheskaya-aktsiya-stop-insult-priurochennaya-k-vsemirnomu-dnyu-borby-s-insultom