Учёные Университета Джорджии выявили почти дюжину генов, которые помогают плоским червям восстанавливать мозг. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications. Результаты могут помочь в поиске способов получения новых нейронов из стволовых клеток человека.
Планарии способны восстановить всё тело даже из небольшого фрагмента. Их стволовые клетки превращаются в разные типы тканей, включая мышцы, нервные клетки и мозг. Эти животные встречаются в пресной и морской воде, а также на суше, при этом у них нет кровеносной и дыхательной систем.
Исследователи установили, что обнаруженные гены управляют превращением стволовых клеток в нейроны, вырабатывающие дофамин, и помогают направлять их в нужные участки тела. Дофамин участвует в передаче сигналов между нейронами и контролирует движения. У людей снижение его уровня связано, в частности, с тремором и скованностью при болезни Паркинсона.
Когда учёные отключали некоторые из этих генов, планарии хуже формировали дофаминовые нейроны и начинали медленнее двигаться. Такой эффект напоминает последствия недостатка дофамина у людей и других млекопитающих. Это позволило связать работу конкретных генов с восстановлением нервной системы.
У человека тоже есть стволовые клетки, однако они недостаточно эффективно превращаются в новые нейроны после повреждений. «Мы выяснили генетический рецепт создания этих типов клеток у планарий», — сказала Рэйчел Робертс-Гэлбрейт, автор исследования и доцент Колледжа искусств и наук Франклина Университета Джорджии.
По словам учёной, изучение регенерации мозга у простых организмов даёт основания для оптимизма. «Это не врождённое свойство мозга, из-за которого он плохо восстанавливается. Это особенность, характерная именно для человека», — отметила Робертс-Гэлбрейт. Исследователи рассчитывают, что работа поможет разработать способы получения дофаминовых нейронов из стволовых клеток для более эффективной трансплантации пациентам, страдающим болезнью Паркинсона, болезнью Альцгеймера и последствиями травм мозга.