Гидры – крошечные пресноводные беспозвоночные, известные своей уникальной способностью к регенерации. Буквально из кусочка ее тела может заново вырасти целый организм. При этом все вновь образующиеся ткани имеют в качестве источника всего три линии стволовых клеток. Ученые из Калифорнийского университета проанализировали РНК-транскриптомы 25 000 клеток гидры для того, чтобы узнать, как происходит процесс дифференцировки на молекулярном уровне. Исследование опубликовано в Science.

Для выяснения хода процесса дифференцировки потребовалась определить РНК-сиквенс (генетическую последовательность всех молекул РНК в данной клетке) 25000 отдельных клеток. Зная, какие гены транслируются в какой момент времени относительно этапа дифференцировки, на котором находится клетка, можно установить гены и белки, которые играют ключевую роль в этом процессе.

Для образования всех своих тканей у гидр есть три линии стволовых клеток. Наибольший интерес ученый вызвала та линия, которая дает начало развитию нервных клеток. Знание того, через какие этапы дифференцировки проходит клетка от состояния плюрипотентной до настоящего нейрона, позволит глубже взглянуть на процесс регенерации нервных волокон у людей.

Восстановление нейрональных повреждений у людей до сих пор остается актуальной проблемой. На данный момент пути ее решения весьма ограничены. Возможно, теперь можно ожидать появления новых направлений в методах и технологиях нейрореабилитации.

Текст: Дарья Тюльганова

neuronovosti.ru/naturesci150-hydra

Одной из самых  тяжелых травм в нейрореабилитации считается травма спинного мозга, которая часто приводит к полному обездвиживанию человека (тетраплегии) и пожизненной инвалидности. Хирурги из Австралии под руководством Наташи ван Зил (Natasha van Zyl) делятся с читателями журнала  The Lancet своими результатами  по  восстановлению движения в руках после  транспозиции (переноса) нервно-сухожильного комплекса  у пациентов с травмой шейного отдела спинного мозга.

Сложно представить, но ежегодно в мире до полумиллиона человек получают травму спинного мозга, из них половина становятся полностью обездвиженными. Чаще встречается травма шейного отдела позвоночника на уровне позвонков С5 — С6. При таком повреждении сохраняются видимые движения в плече, сгибание локтевого сустава и  разгибания запястья. Однако этого   не хватает для полноценного  функционирования руки по причине того, что  разгибание в локтевом суставе  почти утрачено, а  движения в пальцах отсутствуют вовсе.  Чтобы вернуть   движение в конечностях, некоторые хирурги экспериментируют с радикальными  путями реиннервации скелетных мыщц, например, путем вшивания  нервного пучка   от обездвиженной мышцы напрямую в    двигательный нерв, расположенный выше места повреждения или путем  трансплантации здорового сухожилия  к брюшку неработающей мышцы (Hentz VR, Leclerc C. Surgical rehabilitation of the upper limb in tetraplegia. New York: Saunders, 2002).

Руководствуясь  успехами  этих операций,  хирурги под руководством Наташи ван Зил (Natasha van Zyl) решили попробовать единовременную транспозицию нервно-сухожильного комплекса. Для этого они отобрали 16 пациентов  с ранней травмой  шейного отдела спинного мозга (менее 18 мес после травмы) на уровне С5 позвонка и ниже. Все участники перенесли одиночные или множественные нервные  транспозиции (переносы) в одной или обеих верхних конечностях, иногда в сочетании с сухожильными переносами, для восстановления разгибания локтя, захвата, сжатия и раскрытия руки. Используя двигательные волокна нерва малой грудной мыщцы и/или заднего подмышечного нерва, врачи   сшивали его с нервом трицепса для восстановления сгибания локтя, для восстановления движения пальцев и открытия ладони   соединяли  нерв   супинатора с  расположенным ниже задним межкостным нервом.

И, наконец, для восстановления щипка и хвата пальцев  кисти сшивали нерв короткого разгибателя запястья, нерв супинатора и плечевой нерв с передней ветвью  межкостного нерва. Донором сухожилия для трицепса было одно из сухожилий дельтовидной мышцы, которое подшивалось к нему. Участники оценивались через 12 и 24 месяца после операции по некоторым специфическим тестам функции руки. Несмотря на  трудности постоперационного периода у некоторых пациентов (возникновение нейропатической  или миофасциальной боли, отсутствие эффекта от операции), результаты выглядят обнадеживающе. После двух лет наблюдения    средняя сила хвата руки  составила 3,2 килограмма у тех, кому сделали трансплантацию нервов и 3,9 килограммов у тех, кому пересадили сухожилия с нервами. Все это обеспечило восстановление объема движения  в руках, достаточного для  туалета, пересаживания в инвалидное кресло, удержания бытовых приборов.

« … Осталось узнать, будет ли функция и сила в реиннервирумых мышцах продолжать улучшаться после 24 месяцев после операции», — говорит  Наташа ван Зил.

Текст: Марина Калинкина

neuronovosti.ru/transplantatsiya-nervno-suhozhilnogo-kompleksa-vernet-dvizhenie-paralizovannym-konechnostyam

Швейцарские учёные сообщили на страницах Nature Communications, что в сохранении нервно-мышечных синапсов (концевых пластинок) после повреждения нервов ведущую роль играют протеинкиназа B и функционально связанный с ней белок mTORC1, повышенная экспрессия которого может быть ассоциирована с мышечной атрофией, часто сопровождающей старение.

Мышечные клетки и нервы, которые посылают им электрические сигналы, соединены специализированными синапсами, известными как концевые пластинки. Когда нерв, сообщающийся с мышцей, оказывается перерезан или иным образом повреждён, то мышца теряет способность сокращаться. Однако шанс на восстановление иннервации есть, если концевая пластинка при этом осталась нетронутой. За счёт чего концевая пластинка не отмирает после повреждения нерва? Как сообщается в новой статье, ключевой игрок в этом процессе – белок mTORC1.

mTORC1 функционально тесно связан с протеинкиназой  B(PKB, также известна как Akt). Два белка лежат в основе сигнального пути, способствующего росту мышечных клеток. Выяснилось, что после повреждения нерва оба белка активируются, однако их активация должна быть строго сбалансированной: если mTORC1 будет активен слишком сильно или, напротив, слишком слабо, то работа PKB будет нарушена, что в конечном счёте приведёт к утрате концевой пластинки и невозможности восстановления иннервации мышечного волокна.

Учёные предполагают, что мышечная атрофия, развивающаяся при старении у многих людей, связана с тем, что mTORC1 в их мышечных волокнах слишком активен, из-за чего концевые пластинки через некоторое время перестают адекватно функционировать. Авторы публикации также выражают надежду, что новые сведения о поддержании работы концевых пластинок помогут разработать терапию против связанной со старением мышечной атрофии.

Текст: Елизавета Минина

neuronovosti.ru/kak-sohranit-kontsevuyu-plastinku-posle-povrezhdeniya-nerva

В статье, опубликованной в PLOS One,  ученые из университета штата Луизиана сообщают, что локализовали область мозга у мышей, которая ответственна за материнский инстинкт. Речь идет об окситоцин-активируемом участке, который представлен только у самок. Полученные данные имеют большое значение в понимании механизмов развития послеродовой депрессии и разработке методов борьбы с ней.

Окситоцин, не совсем корректно называемый «гормоном любви» на самом деле имеет гораздо большее значение и множество функций. Но если говорить глобально, то он имеет отношение не столько к чувствую любви, сколько к чувствам доверия и эмпатии. Он вырабатывается уже во время родов (кстати, вот одна из его менее известных функций – стимулирующая схватки для нормального родоразрешения) и после них для установления доверительного контакта между матерью и новорожденным. Роды – далеко не самый приятный процесс, и для того, чтобы причина мучений не вызывала отторжения и нужен окситоцин.

Но недостаточная выработка этого гормона может привести к различным последствиям, среди которых отсутствие привязанности к потомству и ухода за ним, и даже послеродовая депрессия, если говорить о людях. В свою очередь, те дети, чьи матери страдали этим недугом, гораздо больше тех, чьи матери не испытывали послеродовой депрессии, подвержены развитию множества когнитивных, эмоциональных и поведенческих нарушений и других проблем со здоровьем.

Авторы исследования выяснили расположение окситоцинэргических нейронов в мозге мышей. Они нашлись в антеровентральном перивентрикулярном ядре (APVP)  медиальной преоптической области (mPOA)  гипоталамуса.

Теперь, когда зона мозга, участвующая в формировании материнского инстинкта у мышей, найдена, ученые располагают новым полем деятельности для поиска причин нарушения его функционирования и путей решения возникающих проблем.

Текст: Дарья Тюльганова

neuronovosti.ru/gde-zhivet-materinskij-instinkt

Некоторые агрессивные опухоли головного мозга, выявляемые у детей, начинают формироваться ещё во время пренатального развития. Замечено, что зачастую уже после рождения такие опухоли развиваются намного быстрее, чем у взрослых людей. Долгое время неясным оставался вопрос, почему же это происходит? Как выяснилось, мутации здесь накапливаются медленнее, чем в различных злокачественных новообразованиях у взрослых, поэтому стоило искать причину в чём-то другом. Исследование об этом опубликовано в eLIFE.

Для изучения этого феномена французские и американские учёные решили использовать модельный объект — плодовую мушку Drosophila melanogaster. Авторы предположили, что если основная причина появления опухолевых клеток — небольшое число мутаций, то причиной может стать регуляторная генная сеть.

Нейрональные стволовые клетки у дрозофилы делятся асимметрично, производя две клетки: стволовую и промежуточного предшественника, которая, в свою очередь, делится лишь раз, давая начало зрелым дифференцированным нейронам. На разных этапах развития формируются различные типы нейронов, и за это ответственны транскрипционные факторы. Набор этих факторов изменяется по мере развития мозга дрозофилы, и всё время продолжают функционировать гены, стимулирующие рост и деление клеток. И только когда мозг полностью сформирован, работа этих генов подавляется. Если весь механизм функционирует слаженно, то опухоль не появляется. Но если на ранних этапах развития дифференцировка промежуточных предшественников нарушается, то транскрипционные факторы не успевают смениться и не могут отключить гены, ответственные за деление. В результате появляется опухоль.

Тем не менее, изучаемые опухоли появляются рано и несут в себе мало мутаций, которые не могут быть единственной её причиной. Поэтому  авторы исследования решили взглянуть на набор генов, активных именно в этот период развития мозга.

Они сумели найти регуляторную генную сеть, которая состоит из транскрипционного фактора Chinmo, мРНК связывающих белков Imp/IGF2BP и Lin-28. Эта сеть работает на ранних стадиях развития, и промежуточные предшественники восприимчивы к её воздействию, поэтому при изменениях в экспрессии составляющих её генов они могут вернуться обратно в состояние нейрональной стволовой клетки и начать неограниченно делиться. Например, усиленная экспрессия транскрипционного фактора Chinmo может способствовать бесконтрольному делению нейрональных стволовых клеток.

По словам авторов исследования, эта генная сеть действует только на клеток-предшественников на ранних стадиях развития дрозофилы. На поздних стадиях она не функционирует, а для появляющихся опухолей характерны большое число мутаций и эпигенетическая составляющая.

Многие из генов, которые вовлечены в этот процесс, есть и у людей. Поэтому, обнаружив похожий механизм у человека, мы сможем приблизиться к разгадке причины агрессивных опухолей мозга у детей.

Текст: Алексей Паевский

neuronovosti.ru/deti-ostorozhno-zlaya-opuhol-mozga

Исследователи из США смогли замедлить течение одного из самых непредсказуемых типов заболеваний – прионных болезней у модельных животных. Очередная попытка использовать для этого антисмысловые олигонуклеотиды на сей раз увенчалась успехом. Работа, сулящая прорыв в терапии, опубликована в журнале JCI Insight.

Графический абстракт работы. Вверху: развитие болезни в мышиной модели, внизу — антисмысловая терапия блокирует РНК. Илл. из обсуждаемой статьи

Прионные болезни – одна из самых необычных форм инфекционных заболеваний, инфекционным агентом которых является неправильно свернутый белок. Первая такая болезнь была описана Гансом Крейцфельдом и Альфонсом Мария Якобом, а в 1997 году за объяснение природы этой болезни Стэнли Прузинер удостоился Нобелевской премии по физиологии или медицине.

Идея антисмысловой терапии заключается в следующем. Как известно, синтез белка происходит по схеме: информация об аминокислотной последовательности закодирована в гене. Она считывается РНК, после чего на матрице РНК в рибосоме синтезируется белок. Если ввести в организм так называемые антисмысловые нуклеотиды, то они свяжутся с матричной РНК и не позволят рибосоме считать с нее структуру белка: трансляция адресного гена блокируется. В итоге нужный нам белок не синтезируется.

Сотрудники Национального института аллергии и инфекционных заболеваний и Института Броуда использовали подобные олигонуклеотиды в борьбе с мышиной моделью скрейпи (почесуха овец). В этом случае мыши сначала заражались непосредственной инъекцией препарата гомогенизированного мозга мышей со скрейпи в терминальной стадии, а затем им вводили профилактическую инъекцию антисмысловых олигонуклеотидов (ASO) к гену прионного белка Prnp непосредственно в желудочки мозга.

Предыдущие попытки использовать антисмысловую терапию проводились постоянным введением небольших доз и не принесли особого успеха. На этот раз авторы исследовали два других метода. В первом мышам делалась однократная инъекция большой дозы препарата примерно на 120-й день жизни – незадолго до обычного времени первого появления симптомов у мышей линии скрейпи. В этом случае появление симптомов удалось отодвинуть на 55процентов (87 дней). Во втором случае мышам делались инъекции каждые 2-3 месяца. Как отмечают авторы, в этом случае продолжительность жизни экспериментальных животных увеличивалась на 61-98 процентов.

Если учесть, что прионные заболевания, как правило, вообще неизлечимы, это – очень хороший результат. Особую важность он обретает в свете совсем недавней работы, показывающей прионный характер распространения болезни Паркинсона из кишечника по блуждающему нерву в мозг.

Текст: Алексей Паевский

neuronovosti.ru/stop-priones

Ученые из США провели эксперимент по глубокой стимуляции (DBS) задней поясной извилины у пациентов с эпилептическими припадками. Оказалось, что стимуляция в процессе запоминания слов приводила к ухудшению запоминания, причем изменения мозговой активности обнаружились даже в гиппокампе. Исследование, опубликованное в журнале Journal of Neuroscience, демонстрирует, что при помощи глубокой стимуляции мозга можно влиять на процессы памяти. А также впервые показывают роль извилины в процессах кодирования памяти.

Недавние эксперименты по нейровизуализации выявили активную роль задней поясной извилины в процессах эпизодической памяти. Однако, причинно-следственная связь между этим регионом мозга и процессом запоминания отсутствовала.

В процессе эксперимента пациентам с эпилептическими припадками (17 человек) проводили глубокую стимуляцию задней поясной коры в процессе запоминания списка слов. Помимо этого велась запись электрической активности  (методом стереотаксической ЭЭГ) соседних областей мозга: например, гиппокампа.

Исследователи пришли к выводам, что стимуляция при кодировании (запоминании) списка слов приводила к ухудшению памяти, и при этом увеличивалась мощность гамма-диапазона гиппокампа (амплитуда гамма-волн).

Оказалось, что гамма-индуцированная стимуляция стала предиктором снижения памяти. И это помогло установить функциональную связь между гиппокампом и задней поясной извилиной, по которой можно предсказывать степень стимулирующего влияния на память.

Результаты эксперимента впервые показывают роль этого региона в процессах кодирования эпизодической памяти. Таким образом, стимуляция области непосредственно влияет на деятельность гиппокампа и приводит к изменению поведения. Измерение коннективности (связности) между этими областями функциональной сети могут стать полезными для прогнозирования поведенческих эффектов стимуляции.

Когнитивные нарушения и потеря памяти – это критические проблемы существования человека. И авторы считают, что их работа имеет важное значение для разработки терапии при ухудшении памяти и других когнитивных нарушенях при помощи метода глубокой стимуляции мозга.

Текст: Мария Богданова

neuronovosti.ru/dbs-memory

Калифорнийские исследователи показали, что вирус Зика действует на плод более непредсказуемо, чем считалось раньше: в случае, если при рождении никаких нарушений не было, отклонения могут появиться позже, и наоборот. Статья опубликована в Nature Medicine. 

Эпидемия вируса Зика в Бразилии, которая началась не очень давно, оказалась опасной для беременных: оказалось, что вирус приводит к серьезным поражениям плода. Многие дети рождались с микроцефалией, многие – с серьезными нарушениями развития нервной системы. Однако, как казалось, некоторые младенцы, матери которых были инфицированы вирусом Зика, избежали печальной участи и рождались нормальными по всем тестам.

Исследователи из Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе (UCLA) провели более долгосрочное изучение детей матерей, которые были инфицированы вирусом и были диагностированы по симптомам лихорадки Зика.

Авторы исследования под руководством Карин Нильсен-Сайнс из Медицинской школы Дэвида Гэффина в  UCLA наблюдали за 216 младенцами в Рио-де-Жанейро, которые подвергались воздействию вируса Зика во время беременности, выполняя тестирование на развитие нервной системы, когда дети находились в возрасте от 7 до 32 месяцев. У матерей этих младенцев были симптомы, связанные с инфицированием Зикой, включая сыпь.

Оказалось, что  что 24 из 49 (49%) детей, у которых были аномалии при рождении, получили нормальные результаты тестов на втором или третьем году жизни. И наоборот, 17 из 68 младенцев (25%), которые имели нормальные неврологические оценки при рождении, прошли тестирование на развитие ниже среднего или имели нарушения слуха или зрения в возрасте 32 месяцев.

«Наша работа изучает младенцев, которые родились в 2015 и 2016 годах. Отрадно, что некоторые дети, рожденные с аномалиями, тестируются в нормальном диапазоне позже, хотя неясно, помогли ли какие-либо конкретные вмешательства достичь эти положительные результаты, – говорит Сара Малки, один из авторов работы – и довольно отрезвляет то, что у детей, которые казались нормальными при рождении, продолжали развиваться аномалии из-за внутриутробного воздействия вируса Зика».

Авторы считают, что корпус эпидемиологических знаний о лихорадке Зика слишком мал пока, чтобы можно было говорить о полноте знаний об этом заболевании.  Также неясно, насколько близко результаты применимы к подавляющему большинству женщин США, чьи инфекции Зика были бессимптомными.

«Это исследование добавляет новую порцию к растущему количеству данных, которое говорит  в пользу продолжающегося мониторинга детей, подвергшихся воздействию вируса, даже если их неврологические показатели не давали повода для беспокойства при рождении. Поскольку дети, подверженные воздействию Зика,  уже приближаются к школьному возрасту, важно лучше охарактеризовать потенциальные последствия для системы образования и общественного здравоохранения», – заключают авторы статьи.

Текст: Алексей Паевский

neuronovosti.ru/eta-nepredskazuemaya-zika

Фирстова Ю.Ю., Васильева Е.В., Ковалёв Г.И.

Изучено влияние субхронического введения ноотропных препаратов различного строения (пирацетама 200 мг/кг/день, пантокальцина 200 мг/кг/день, семакса 0,6 мг/кг/день, нооглютила 50 мг/кг/день) мышам аутбредной линии 1CR на спонтанную исследовательскую активность в закрытом крестообразном лабиринте и на характеристики связывания серотониновых рецепторов 5-HT2А-типа в мембранах стриатума.

В экспериментах с использованием [3H](+)Кетансерина установлено, что мозг мышей, проявляющих низкую эффективность исследовательского поведения (НЭИП) в тесте «закрытый крестообразный лабиринт», отличается более низкой плотностью 5-HT2А-рецепторов (Bmax = 519 ± 13 фмоль/мг, р = 0,02) по сравнению с субпопуляцией с высокой эффективностью исследовательского поведения (ВЭИП) (639 ± 48 фмоль/мг).

После 5-кратного введения ноотропов лишь в группах с НЭИП наблюдалось значимое увеличение величины Bmax под действием всех исследованных ноотропов:

- пирацетама (643 ± 42 фмоль/мг);

- пантокальцина (662 ± 29 фмоль/мг);

- семакса (742 ± 29 фмоль/мг) и нооглютила (1145 фмоль/мг) при р = 0,01.

По величине Kd субпопуляции исходно не различались и не претерпевали значимых изменений под действием препаратов. Наличие серотонин-позитивных эффектов у всех исследованных препаратов на животных с пониженным содержанием рецепторов согласуется с гипотезой об избирательном, модулирующем характере действия веществ с ноотропным эффектом.

Фармакокинетика и фармакодинамика. – 2018. – №3. – С.42–47. DOI: 10.24411/2587-7836-2018-10023.

В связи с письмом ФГБУ «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Минздрава России от 31.07.19 № 15975 Министерство здравоохранения Российской Федерации сообщает о необходимости внесения изменений  инструкции по применению зарегистрированных в Российской Федерации лекарственных препаратов кетопрофена,  предназначенных для парентерального применения (раствор для внутривенного и внутримышечного введения, лиофизат для приготовления раствора для внутримышечного введения), согласно актуальной информации об опыте их клинического применения. 

В ходе подготовки требований к безопасности, эффективности лекарственных средств, основанных на современной научно обоснованной информации об опыте клинического применения лекарственных препаратов кетопрофена, предназначенных для парентерального применения (раствор для внутривенного и внутримышечного введения, лиофизат для приготовления раствора для внутримышечного введения), была выявлена необходимость унификации инструкций по применению лекарственного препарата следующими сведениями: в разделе «Способ применения и дозы» необходимо указывать: «Продолжительность внутримышечного введения препарата не должно превышать 2-3 дней. При необходимости дальнейшую терапию кетопрофеном продолжают с применением других лекарственных форм (таблетки, капсулы, суппозитории)».

http://grls.rosminzdrav.ru/Forum//Files/234495/20-3%20%201386%20%D0%BE%D1%82%2008.08.2019.pdf, август 2019