Учёные выявили временной промежуток, в который можно избежать развития социального дефицита (social deficits), аутизмоподобного состояния при туберозном склерозе. Совместное исследование авторов из Бостонской детской больницы, Университета Техаса, Гарвардской медицинской школы и детской больницы в Торонто опубликовано в Cell Reports.

Туберозный склероз и аутизм

До сих пор остаётся тайной то, как сотни генов влияют на когнитивные и нейроспихиатрические особенности поведения у людей с аутизмом. Мутация в генах TSC1 или TSC2 приводит к развитию туберозного склероза, и у половины пациентов с этим диагнозом есть расстройство аутистического спектра.

Исследователи из Университета Техаса удалили ген TSC1 из мозжечка мыши. Учёные и раньше удаляли гены TSC из мозга мышей, но эксперимент был неудачным: у мышей начинались судороги, они быстро умирали, поэтому понять, влияет ли эта процедура как-либо на социальное познание (social cognition) было невозможно. Поэтому учёные решили отключить только TSC1 в клетках Пуркинье мозжечка, т.к. именно эти клетки вовлечены в развитие аутизма. Это решение оказалось удачным: припадков у мышей не было, продолжительность их жизни не отличалась от продолжительности у здоровых мышей.

Время – наше всё

Первые попытки устранить расстройства аутистического спектра учёные предприняли ещё в 2012 году. С первой недели жизни больным мышам давали рапамицин. Этот препарат одобрен FDA для терапии опухолей головного мозга и почек, а также рефрактерной эпилепсии, которая развивается у пациентов с туберозным склерозом. У мышей не развился социальный дефицит, а также удалось избежать появления повторяющегося поведения (repetitive behaviors).

о аналогичный препарат – эверолимус – не улучшил нейрокогнитивные функции у детей с туберозным склерозом. Возможно, на успешность терапии повлияло то, в какой период развития проходило лечение.

Новое исследование на мышах не просто определило правильный временной период для терапии рапамицином при наличии аутистическом поведения, но ещё и описало клеточные, электрофизиологические и анатомические механизмы, характеризующие этот период.

Если начинать лечение с 6 недель, то удаётся сохранить социальные навыки пациента, но не получается устранить повторяющиеся поведение и когнитивные нарушения; если начинать лечение ещё позже, с 10 недель, то утрачивается шанс побороть и социальный дефицит.

Полное изменение некоторых областей мозга, видное на МРТ, клеточная патология и возбудимость клеток Пуркинье коррелирует с сохранением социального поведения (social behaviors). Стоит отметить, что способность к моторному научению (motor learning) не зависит от жизнеспособности клеток Пуркинье или способности клеток к возбуждению.

Поможет ли это на практике?

Может ли ранняя терапия повлиять на ещё какие-то симптомы аутизма у детей с туберозным склерозом? Найти ответ на этот вопрос – новая задача команды учёных. Они будут исследовать эффективность терапии при начале лечения у детей в возрасте от года до двух. Ранее исследования проводились с участием пациентов от 6 лет до 21 года.

Текст: Морозова Анна

Источник

Ученые нашли аутоантиген, который заставляет иммунную систему атаковать клетки собственной нервной системы. Именно эта патологическая аутоиммуная реакция лежит в основе рассеянного склероза. Статья опубликована в журнале Science Translational Medicine.

В обычных условиях Т-клетки связываются с короткими петидами вторгнувшихся в организм микробов. Но что они атакуют у пациентов с рассеянным склерозом? Изначально ученые предполагали, что аутоантигеном может быть белок миелинового волокна, но спустя годы поисков их догадка не подтвердилась. Тогда они решили исследовать Т-клетки пациентов, умерших от рассеянного склероза.

Авторы протестировали 200 смесей Т-клеток, каждая из которых состояла из 300 миллиардов фрагментов, и обнаружили 2 фрагмента, которые дали самый яркий антигенный ответ. Они входят в состав гуанозин L-фукоза-дифосфат синтетазы (guanosine diphosphate-L-fucose synthase). Этот фермент перестраивает сахара, которые участвуют во всех жизненных процессах, например, формируют память или определяют группу крови.

Затем ученые провели аналогичное тестирование Т-клеток 31 пациента, у которых либо уже стоял диагноз «рассеянный склероз», либо только появились первые симптомы заболевания, и выявили, что иммунные клетки 12 из них проявляют активность по отношению к этому ферменту. Более того,  Т-клетки  четырёх из восьми пациентов продемонстрировали иммунный ответ на бактериальную версию этого фермента – и это ещё одно доказательство в пользу теории, согласно которой бактерии кишечника могут способствовать развитию рассеянного склероза.

С другой стороны, некоторые микроорганизмы, вырабатывающие найденный фермент, реже встречаются в кишечнике больных РС, чем у здоровых людей. Несмотря на такие противоречия, эксперты отмечают, что исследование проведено невероятно грамотно и правильно, с использованием очень сложных техник.

Гуанозин L-фукоза-дифосфат синтетаза широко встречается в тканях мозга, и именно поэтому внимание на неё обратили только сейчас. Это открытие – первый шаг в очень многообещающем и интересном направлении.

Если гуанозин L-фукоза-дифосфат синтетаза окажется тем самым аутоантигеном РС, то её можно будет вводить пациентам для устранения мышечной слабости и онемения конечностей. Подобный принцип лежит в основе аллерген-специфической иммунотерапии, или аллерговакцинации, и успешно применяется для устранения симптомов некоторых поллинозов. Первые исследования в этом направлении запланированы уже на следующий год.

Текст: Морозова Анна

Источник

Ученые использовали новый метод Drop-seq, позволяющий анализировать тысячи пораженных клеток и их генов при травмах головы с помощью симуляции. Такой более детализированный подход поможет в лечении черепно-мозговых травм (ЧМТ), как отмечается в исследовании, опубликованном в Nature Communications.

Основной целью работы стало то, что происходит с нейронами гиппокампа, участвующих в процессах обучении и памяти, после черепно-мозговых травм.

 «Эта методика невероятно точна, и мы можем определить, какие клетки и гены поражены, и нацелить на них новые, специфические методы лечения», — говорит доктор Ся Ян (Xia Yang), профессор в Университете Калифорнии в Лос-Анджелесе.

Ученые обнаружили, что при черепно-мозговых травмах экспрессия некоторых генов усилена или наоборот ослаблена. Как оказалось, некоторые из них имеют значение в развитии иных заболеваний, например, болезни Альцгеймера. Этот факт может помочь объяснить, почему черепно-мозговые травмы способствуют возникновению других недугов.

К примеру, исследователи обнаружили измененную активность в генах, которые участвуют в регуляции синтеза амилоидных белков при болезни Альцгеймера. Образование амилоидов связано с патологическим, неправильным сворачиванием, агрегацией (образованием фибрилл) и последующим их отложением как в нервных клетках, так и в межклеточном пространстве. Один из таких белков, которые в ненормальном виде начинают накапливаться – транстиретин. Его основная функция – это перенос тироксина (гормон щитовидной железы) и ретинола (витамин А) в сыворотке крови.

Геномный анализ показал, что активность гена транстиретина во многих клетках мозга после черепно-мозговой травмы повышена. Ученые предположили, что гормон щитовидной железы – тироксин – может стать потенциальной мишенью транстиретина.

Исследователи пытались лечить животных тироксином через 1 и 6 часов после травмы головного мозга и увидели, что животные гораздо лучше справлялись с логическими задачами по сравнению с животными, получавшими плацебо.

Кроме того, команда ученых по генетической активности идентифицировала 15 групп клеток. Две из них ранее не в гиппокампе не описывались, и их назвали «Неизвестный» и «Неизвестный 2». Анализ генетического профиля всех этих клеток показал, что они среагировали на травму, но и ответили на лечение. Именно по этой причине авторы работы считают, что такое выборочное изменение экспрессии генов разных видов нейронов после травм предполагает некие скрытые патогенные механизмы и пока малоизвестные терапевтические пути, одним из которых и стал тироксин. Он воздействует на элементы регуляции транстиретина (в том числе на его транспортер) и смягчает ЧМТ-ассоциированные геномные и поведенческие аномалии.

Также выяснилось, что нейроны группы «Неизвестный» были вовлечены в клеточный рост и миграцию, а клетки группы «Неизвестный2» занимались клеточной дифференцировкой. И несмотря на то оба типа клеток имеют сходную структуру и форму, их функции могут отличаться, а как – еще только предстоит выяснить.

В будущем ученые собираются изучать реакцию на черепно-мозговые травмы и других нейронов за пределами гиппокампа. К тому же, конечно, необходимы и дополнительные исследования для того, чтобы объяснить отсроченные эффекты черепно-мозговой травмы.

Текст: Анастасия Тихомирова

Источник

Исследователи из Имперского колледжа Лондона и Кембриджского университета впервые наблюдали за тем, как растут нейроны и образуются связи между ними после переноса клеток из мозга человека в мозг мыши. Эксперимент, статья о котором опубликована в журнале Science (новый выпуск которого полностью посвящен нейронаукам) максимально приближен к естественным условиям и проведен с помощью клеток, полученных от пациентов с синдромом Дауна.

Ученые утверждают, что такую технологию пересадки можно использовать для изучения и многих других заболеваний головного мозга и психической сферы, включая шизофрению, деменцию и аутизм.

Эксперимент показал: несмотря на то что среди нейронов у пациентов с синдромом Дауна связи могут оставаться крепкими, с когнитивными нарушениями, характерными для этого заболевания, может ассоциироваться сниженная согласованность в работе. Еще стоит отметить, что в самый важный момент своего развития нейроны больных синдромом Дауна не так активны, как нейроны здорового человека – возможно, и это влияет на проявление некоторых симптомов заболевания.

При синдроме Дауна, а также деменции и болезни Паркинсона чаще первыми страдают именно связи между нейронами, причем задолго до гибели самих клеток. Чтобы увидеть межнейронные взаимодействия – а они настолько тонкие, что ни МРТ, ни ПЭТ их не фиксирует – исследователи использовали двухфотонный лазерный микроскоп in vivo (in vivo 2-photon microscopy).

Нейроны создали из клеток кожи двух пациентов с синдромом Дауна с помощью технологии обратного инжиниринга, и уже затем вживили их в мозг мышей и следили за их развитием в режиме реального времени. Авторы заметили, что нейроны не только создали сложные системы сетей, но и начали «общаться» между собой почти так же, как и нейроны здорового человека, к тому же намного быстрее, чем ожидалось.

Но исследователи не спешат с окончательными выводами: пока что сложно скахать, в какой степени пересаженные клетки воспроизводят сложные структуры человеческого мозга. Теперь они хотят улучшить технологию, чтобы изучать и другие неврологические заболевания.

Текст: Морозова Анна

Источник

Сегодня стали известны лауреаты премии Breakthrough Prize, которая присуждается фондом, донорами которого стали Юрий и Юлия Мильнеры, Сергей Брин, Марк Цукерберг и другие миллионеры. Общий размер премии составляет 22 миллиона долларов. Премия вручается за достижения в области наук о жизни, фундаментальной физики и математики.

Среди девяти исследователей, которые разделят эту сумму – биохимик Франк Беннетт (Frank Bennett) из Ionis Pharmaceuticals и фармаколог Эдриан Крейнер (Adrian Krainer) из лаборатории Колд Спринг Харбор (там где работает первооткрыватель структуры ДНК Джеймс Уотсон). Они прославились как создатели первого эффективного метода лечения спинальной мышечной атрофии. Это редкое наследственное нейродегенеративное заболевание поражает моторные нейроны передних рогов спинного мозга. В результате СМА – одна из самых распространенных причин детской смертности, вызванной наследственными заболеваниями.

Беннетт и Крейнер разработали способ подавления активности мутантных генов антисмысловыми РНК и довели технологию до первого одобренного FDA препарата – нусинерсен был допущен для клинического применения в 2016 году.

Как отмечают исследователи, работа также открыла путь для возможности новых методов лечения с использованием методов подавления экспрессии генов болезни Гентингтона, бокового амиотрофического склероза, спиноцеребеллярной атаксии, болезней Паркинсона и Альцгеймера.

Беннетт вырос в отеле своей семьи, в Ацтеке, штат Нью-Мексико. Он целенаправленно начал изучать фармакологию ради поиска лекарств от действительно ужасных болезней. Крейнер вырос в Монтевидео, Уругвай, будучи сам восточноевропейского происхождения. Он восхищался работами Грегора Менделя и, еще будучи старшеклассником, развил интерес к генетике.

Беннет и Крейнер, ранее уже зная о работе друг друга, объединили свои усилия в 2004 году для исследования СМА и сотрудничают с тех пор.

Текст: Алексей Паевский

Источник

Представители Исследовательского института Скриппс разработали эффективную схему избавления от никотиновой зависимости. Они модифицировали один из бактериальных ферментов таким образом, что он разрушает никотин еще до того, как тот попадает в мозг. Пока, правда, способ, описанный в журнале Science Advances, проверили только на животных.

Одна из причин, по которой избавиться от никотиновой, алкогольной или иной зависимости очень сложно – пресловутый абстинентный синдром, из-за которого человеку становится физически плохо, а помогает лишь повторное принятие этого вещества. Тем не менее сгладить последствия этого синдрома можно, и способы, которые позволяют снижать концентрацию вещества в крови постепенно и без резких реакций вплоть до полной свободы от зависимости, считаются наиболее перспективными.

Авторы работы модифицировали природный фермент, продуцируемый бактерией Pseudomonas putida, и превратили его в фермент NicA2-J1. В своих предыдущих исследованиях они уже показали, что введение этого вещества зависимым от никотина крысам снижает уровень никотина в их крови. Однако, они проверяли вещество лишь на простой модели зависимости и в этой работе решили посмотреть, как ведут себя животные, когда у них есть постоянный доступ к наркотическому веществу.

Для начала крысы проводили по 21 часу в течение 12 дней в специальном боксе, где находилась кнопка, при нажатии на которую животное могло обеспечить себя очередной внутривенной дозой никотина. Таким образом грызуны сами у себя развивали зависимость.

На следующем этапе животным давался доступ к кнопке уже через каждые 48 часов, а в «безникотиновых» периодах исследователи могли наблюдать классический абстинентный синдром. Об этом говорило и то, что как-только крысы получали возможность добраться до никотина, они потребляли его гораздо больше, чем обычно. Кроме того, грызуны активно искали вещество, следуя компульсивной реакции системы подкрепления, которая подталкивает и людей на то, чтобы сдаться и получить новую дозу.

Животным из контрольных групп вводили разные дозы фермента NicA2-J1, и максимальный положительный эффект отмечался на самой большой дозе, составляющей 10 мг/кг. Животные продолжали нажимать на кнопку, как только попадали в бокс, но в их крови содержалось намного более малая концентрация никотина, чем у животных их группы контроля, а в «безникотиновых периодах» они вели себя гораздо более спокойно и слабее реагировали на болевые ощущение, что говорит о слабости и почти полном отсутствии абстинентного синдрома.

 «Это как если бы они курили 20 сигарет, но получали дозу никотина, эквивалентную только одной или двум. Это делает процесс отмены никотина гораздо менее суровым», — отмечает ведущий автор работы, докторант-исследователь Марсида Каллупи (Marsida Kallupi).

Но даже такая большая доза, которая сильно снижала количество никотина, доходившее до мозга, не действовала на животных негативно и не вызывала синдром отмены – патологические реакции организма на слишком резкий отказ от препарата, вызвавшего зависимость. Авторы отмечают, что в этом и есть уникальность фермента – он удаляет из кровеносного русла достаточное количество никотина, чтобы притупить зависимость, но оставляет достаточно для того, чтобы животные не мучались.

Также действие NicA2-J1 позволяло отучить крыс нажимать на никотиновую кнопку, если между инъекциями добавлялось 30 процентов ударов током. Животные же из контрольной группы вне зависимости от электрического воздействия продолжали себя удовлетворять и одновременно мучать. То есть опыт показал, что фермент достоверно снижает компульсивность. Кроме того, повторно зависимость у экспериментальной группы не удалось вызвать даже через 10 дней после «воздержания», тогда как контрольные животные снова начинали активно жать на кнопку.

Исследователи надеются в скором времени запустить первый этап клинических испытаний, а пока модифицируют препарат для использования людьми. Также они планируют провести сравнительное испытание его с препаратом варениклин (Чампикс), который блокирует никотиновые пути в мозге и на сегодняшний день считается одним из самых эффективных в борьбе с табакокурением.

Текст: Анна Хоружая

Источник

Архитектура нейронных связей у всех людей отличается, и с этим неразрывно связано то, насколько быстро они способны решать различные когнитивные задачи. Исследователи из Университета Буффало создали новый научный инструмент, который позволяет моделировать математические (электронные) макеты связей в мозге, основанные на результатах трактографии каждого конкретного человека. Подробности изложены в журнале PLOS Computational Biology.

Формирование нейронных связей в нашем мозге происходит как во внутриутробном развитии, так и в течение всей нашей жизни. И весь тот «рисунок», который получается в итоге, сугубо индивидуален, поскольку нет в развитии путей повторяющихся. Естественно, все люди из-за этого будут обладать, несмотря на общность происхождения, своими специфическими чертами и возможностями, например, в скорости мышления, запоминании и других когнитивных задачах.

Все это известно, но изучено до сих пор недостаточно. И ученые под руководством математика Сары Малдун (Sarah Muldoon) из Университета Буффало сделали такой инструмент, который позволил собрать данные об организации нервных трактов белого вещества в мозге конкретного человека, связности между собой разных его зон и построить из них виртуальную модель конкретного мозга для того, чтобы изучать на нем различные процессы и проверять действие тех или иных методик (например, ТМС). В работе основное внимание уделили именно взаимосвязям, то есть тому, как разные области взаимодействуют друг с другом и формируют поведение.

В этом исследовании изучили то, как мозг работает над языковыми задачами. Десяти добровольцам провели диффузную тензорную трактографию (метод диагностики,  вариант МРТ, позволяющий изучить положение нервных связей в мозге, их количество, направление и тд). Данные загрузили в программу и создали 10 индивидуальных математических моделей, на который в дальнейшем изучали in silico работу мозга. В первую очередь ученых интересовало то, как легко нейронные сети переходят в состояние активности, а также то, какие области мозга «объединяются», когда стимулируется левая нижняя лобная извилина на границе с височной долей (зона Брока, отвечающая за произнесение слов).

Оказалось, что уровень нейронной связности и «синхронности» напрямую влияет на то, как быстро люди могут выполнять языковые задачи. В этой работе изучались три: скорость и точность подбора аналогий (первый пришедший на ум глагол, подходящий к названному существительному); правильное заполнение пропуска слова в предложении и скорость чтения большого числа. При этом каждый участник выполнял каждую задачу несколько раз до и после сеанса транскраниальной магнитной стимуляции левой нижней лобной извилины.

Авторы считают, что разработка подобных персональных моделей мозговой активности может не только улучшить качество исследований в нейронауках, но и помочь развивать стимуляцию мозга в качестве лечения заболевания конкретного человека или в качестве средства, способного повышать производительность человека в различных задачах, опять же основываясь на его личных особенностях.

Текст: Анна Хоружая

Источник

Тюменская область

18-19 октября в Тюмени на базе медико-санитарной части «Нефтяник» проходит Всероссийская научно-практическая конференция «Современные подходы в организации первого и второго этапов нейрореабилитации в условиях многопрофильного стационара», в рамках которой Тюмень посетят ведущие специалисты-реабилитологи со всей России во главе с главным специалистом по медицинской реабилитации Минздрава России Галиной Ивановой. На мероприятие заявлено более 150 участников.

Организатором конференции выступила МСЧ «Нефтяник» при поддержке департамента здравоохранения Тюменской области и Союза реабилитологов России. По словам главного врача АО «МСЧ «Нефтяник» Ивана Попова, на сегодняшний день существование многопрофильной клиники не мыслимо без современного отделения медицинской реабилитации. «Наша клиника не исключение. Мы подошли к реализации очередного крупного проекта – организации Неврологического центра на базе медико-санитарной части «Нефтяник», в составе которого будет функционировать отделение неврологии, отделение нейрореабилитации, центр рассеянного склероза и отделение пограничных состояний, – рассказал Иван Борисович. – Данный проект уникален для нашего региона. В связи с этим мы решили собрать этот форум с целью обмена опытом между лучшими реабилитологами страны, обсуждения существующих проблем и обучения врачей и медицинского персонала, ведь вопрос квалифицированных кадров – первостепенный в любом начинании. Проведение данной конференции и участие в ней ведущих специалистов России – большой шаг для нашего города и клиники на пути к созданию Неврологического центра в Тюмени».

Источник

Тульская область

13 октября  2018 года с 9-00 до 13-00 на базе поликлиники  филиала № 4  ГУЗ «Щекинская районная больница» прошла профилактическая акция для населения «Остановим инфаркты и инсульты вместе!».

В этот день в рамках акции желающие  смогли пройти обследование и получить консультации врачей-специалистов: кардиолога, невролога, онколога, уролога, эндокринолога, гинеколога, дерматолога. Также можно было пройти  осмотр полости рта и кожных покровов на выявление онкопатологии на ранней стадии, при наличии показаний - УЗИ органов брюшной полости, сдать анализ крови на онкомаркеры.

В передвижном диагностическом комплексе «Лучевая диагностика» можно было пройти флюорографическое обследование легких, а женщинам - маммографию. Все желающие могли привиться против гриппа.

Врачи-специалисты ответили на все вопросы и обращения участников акции.

Источник

11 октября в Самарском государственном медицинском университете открылась IV международная конференция «Нейрокомпьютерный интерфейс: наука и практика. Самара - 2018».

Приветствие участникам и гостям конференции направила министр здравоохранения России Вероника Скворцова. «Конференция посвящена последним достижениям как фундаментальной нейронауки, так и прикладным исследованиям. Уверена, что она откроет новые возможности для взаимодействия и обмена опытом», - говорится в приветственном письме минздрава России.

Первая в России международная конференция, специализирующаяся на тематике нейрокомпьютерных интерфейсов, в этом году расширила свою географию. «Конференция с первого года ее проведения стала дискуссионной и коммуникационной площадкой для исследователей фундаментальной нейронауки и разработчиков прикладных решений на основе таких исследований. В этом году нам удалось собрать в СамГМУ не только участников из России, США, Израиля, но и слушателей из регионов России - Красноярска, Казани, Саратова, Москвы, Санкт-Петербурга и других регионов России», - рассказывает ректор СамГМУ, академик РАН Геннадий Котельников.

Ключевые темы конференции – искусственное зрение и современные методы моторной реабилитации. Докладчики представили работы о человеко-машинном взаимодействии, применении виртуальной реальности и робототехники в медицине, обсудили клинические тренды в физиотерапии. «Я и моя команда из Северо-восточного университета Бостона изучаем применение виртуальной реальности для реабилитации людей после инсульта. Клинические исследования дают стабильно высокие показатели эффективности метода», - комментирует нейрофизиолог Юджин Туник.

На выставке в рамках конференции был представлен нейротренажер для пациентов с инсультом ReviVR, созданный на основе научных заключений об эффективности применения виртуальной реальности в реабилитации после инсульта.

«Мы уже видим, как высокотехнологичные разработки ставят пациентов на ноги, увеличивая их реабилитационный потенциал. Разработанным в Самарском государственном медицинском университете нейротренажером оснащены региональные клиники, - комментирует врио министра здравоохранения Самарской области Геннадий Гридасов. – Одна из задач, поставленных системе здравоохранения руководством страны, значительно повысить продолжительность жизни людей, чего невозможно сделать без внедрения современных технологий в практическое здравоохранение».

В программе конференции: научные доклады, круглые столы и панельные дискуссии, демонстрация реабилитационного оборудования, созданного российскими разработчиками, а также демо-дей стартапов от Российской венчурной компании. «Мы решили добавить к конференции больше прикладных мероприятий и пригласили к участию разработчиков устройств на базе нейротехнологий и инвесторов, которым может быть потенциально интересны эти разработки», - поясняет директор Института инновационного развития СамГМУ, профессор РАН Александр Колсанов.

В конференции принимают участие ведущие российские и зарубежные исследователи, такие как Синг Чен (Нидерландский институт нейронауки, Амстердам), Дорон Фридман (Междисциплинарный центр Герцлия, Израиль), Александр Фролов (Институт высшей нервной деятельности РАН), Александр Каплан (МГУ), Михаил Лебедев (Университет Дьюка, Дарэм, США), Алексей Осадчий (НИУ ВШЭ), Сергей Шишкин (Курчатовский институт), Юджин Туник (Северо-Восточный университет, Бостон, США).

Источник