Ученые нашли гены, способные вылечить паралич после травмы спины

Генетики обнаружили в ДНК миног необычный набор генов, заставляющий клетки разорванного спинного мозга заново устанавливать связи друг с другом после повреждений спины. Их аналоги удалось найти в геноме человека, говорится в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports.

 

"Мы много лет знали, что даже самые серьезные травмы позвоночника иногда спонтанно залечиваются у миног, но не имели понятия, какие молекулы отвечают за это чудесное исцеление. Мы раскрыли все гены, которые включаются во время этого процесса, и теперь можем приступить к поиску последовательностей ДНК, непосредственно отвечающих за восстановление спинного мозга", — завила Она Блум (Ona Bloom) из Института медицинских исследований Файнстина в Манхассете (США).

 

Миноги — примитивные рыбы, не обладающие челюстями и твердым скелетом. Подобные живые существа доминировали в океанах Земли примерно 550 миллионов лет назад, а сегодня существует лишь несколько десятков их видов, ведущих полупаразитический образ жизни.

 
 

 Эти рыбы, несмотря на их примитивность и невзрачность, обладают одной интересной "суперспособностью" —  могут избавляться от паралича и залечивать травмы спинного мозга за очень короткое время. Такое умение для них жизненно важно, поскольку их спинной мозг окружен лишь мягкой хрящевой тканью и никак не защищен от повреждений.

 

Блум и ее коллеги сделали первый шаг к созданию принципиально новой "природной" методики восстановления поврежденного позвоночника, наблюдая за тем, как этот процесс происходит в организме миног.

Для проведения исследования ученые приобрели несколько взрослых особей, повредили им "позвоночник" и начали наблюдать за изменениями в работе генов в клетках их головного и спинного мозга. Это позволило раскрыть все цепочки генов, которые участвуют в сращивании поврежденной нервной ткани, и найти их главный "выключатель" —  ген Wnt, связанный с развитием зародыша и миграцией стволовых клеток.

Сам по себе Wnt не отвечает за регенерацию спинного мозга или других тканей, а включает несколько других цепочек генов — FOXC1, LEF1 и NFKB1, отвечающих за конкретные аспекты восстановления поврежденной ткани. Эти цепочки, в свою очередь, активировали несколько десятков других генов в нейронах и вспомогательных тканях спинного мозга, отвечавших за непосредственное восстановление связей между его половинками.

 
 

Открыв эти цепочки генов, ученые проверили, действительно ли они являются главными "дирижерами" регенерации позвоночника у миног, заблокировав работу Wnt химическим путем. Как показал эксперимент, такие рыбы никогда не восстановили спинной мозг и остались парализованными.

При этом большая часть этих генов на 96% совпадала по своей структуре с похожими участками ДНК человека. Это говорит о том, что подобную систему восстановления спинного мозга можно принудительно "включить" и у людей, страдающих от паралича в результате перелома позвоночника или каких-то травм спины.

Повреждение позвоночника в большинстве случаев приводит к частичному или полному параличу конечностей в зависимости от места травмы. На сегодняшний день ученые разрабатывают несколько методов лечения подобных повреждений. Как правило, биологи пытаются использовать стволовые клетки для восстановления соединения между частями спинного мозга. Существуют и принципиально иные методы — подключение конечностей к головному мозгу при помощи электродов.