Вчені виростили "мінімізки", щоб дослідити зв'язок між черепно-мозковими травмами і деменцією
Науковці дослідили, що струс мозку та інші черепно-мозкові травми (ЧМТ) підвищують ризик деменції у людей.
Вони виявили це завдяки "мінімізкам" – моделям, які виростили у лабораторії з людських клітин, йдеться у дослідженні, опублікованому в журналі Cell Stem Cell, пише Live Science.
Науковці виростили церебральні органоїди (або ж мінімізки), що виглядали як скупчення клітин мозку розміром з головку шпильки.
Для цього вони зробили забір тканин двох типів:
- здорових людей-донорів;
- пацієнтів із бічним аміотрофічним склерозом (БАС) або лобно-скроневою деменцією.
Вчені виявили, що мутації в гені під назвою C9orf72 підвищують ризик обох захворювань – усі донори мали мутантну копію цього гена.
Дослідники "підірвали" отримані органоїди ультразвуковими імпульсами, щоб імітувати деякі ефекти ЧМТ, зокрема загибель клітин мозку та зміни в білку під назвою "тау"(p-tau), який має стосунок до хвороби Альцгеймера.
Крім того, команда помітила зміни в білку під назвою TDP-43 – його раніше пов’язували як з ЧМТ, так і з багатьма нейродегенеративними захворюваннями.
Цей білок зазвичай міститься в ядрі здорових клітин, але при нейродегенеративних станах TDP-43 накопичується в згустках. Дослідження показує, що після ЧМТ несправні білки TDP-43 пошкоджують і вбивають клітини мозку.
Команда виявила, що причиною їхнього псування може бути те, що вони вийшли з ядра.
Ці шкідливі зміни в TDP-43 були більш поширені в органоїдах, вирощених із клітин людей з БАС або деменцією, ніж у клітинах здорових донорів.
“Ми перевірили кожен ген у геномі людини, щоб побачити, чи зможемо ми уникнути цієї травми, придушивши будь-який окремий ген”, – сказав старший автор дослідження, доцент кафедри біології стовбурових клітин і регенеративної медицини в Університеті Південної Каліфорнії Джастін Ічіда.
Дослідники знайшли ген білка на поверхні клітин KCNJ2. Коли цей ген деактивували, мозок мав захист від наслідків ЧМТ. Дослідники випробували це на своїх органоїдах і на лабораторних мишах, виявивши стійкі ефекти.
“Націлювання на KCNJ2 може зменшити загибель нервових клітин після ЧМТ.
Це може мати потенціал як лікування після травми або як профілактичне лікування для спортсменів та інших осіб із високим ризиком травм”, – додав науковець.
Науковці описали механізм, який блокує подальші наслідки травм головного мозку. Вони припускають, що його можна використовувати як профілактичний захід або терапію після травми. Але для цього потрібно провести ще низку досліджень, які детальніше з'ясують глибинні наслідки мозку після ЧМТ.
Нагадаємо, раніше вчені встановили, що пошкодження, які є причиною хвороби Альцгеймера, можуть виникати одразу після струсу мозку.
Науковці також виростили мозковий органоїд із тканин мозку плода. Він допоміг розпочати дослідження лікування захворювань і розладів мозку, особливо у дітей.
