Ново изследване разкри механизъм, който пречи на нервните клетки да възстановяват увредените си връзки, а откритието може да насочи бъдещи терапии за травми на нервите и гръбначния мозък.
Учени са открили молекулярен механизъм, който действа като своеобразна „спирачка“ за възстановяването на увредените нерви. При експерименти с мишки блокирането на протеина AHR е помогнало на нервните влакна да израстват отново и е подобрило движението и усещането след увреждане на периферни нерви и гръбначния мозък.
Изследователи от Icahn School of Medicine към Mount Sinai установяват, че протеинът aryl hydrocarbon receptor (AHR) играе важна роля в начина, по който нервните клетки реагират след травма. Според резултатите, публикувани в списание Nature, активният AHR потиска растежа на аксоните – дългите израстъци на нервните клетки, които предават сигнали между различните части на нервната система.
Когато аксоните бъдат увредени или прекъснати, възстановяването зависи до голяма степен от способността на нервните клетки да изградят отново тези връзки. При възрастните бозайници тази способност е ограничена, което е една от причините травмите на нерви и гръбначния мозък да могат да доведат до продължителни или постоянни проблеми с движението и усещането.
Какво откриха учените?
Изследователите установили, че след увреждане нервните клетки трябва да решат как да разпределят ресурсите си – между оцеляването под клетъчен стрес и възстановяването на увредените връзки.
Именно тук се намесва AHR.
Според учените протеинът действа като своеобразна „спирачка“, която насочва нервните клетки към справяне със стреса, вместо към активно възстановяване на аксоните.
Когато изследователите премахнали AHR от нервните клетки или блокирали неговата активност с медикаменти, увредените нервни влакна започнали да се възстановяват по-успешно.
При експерименти с мишки с увреждания на периферни нерви и гръбначния мозък потискането на AHR било свързано и с по-добро възстановяване на движението и усещането.
Нервната клетка избира между оцеляване и възстановяване
Допълнителните експерименти помогнали на екипа да разбере защо AHR има този ефект.
След травма протеинът подпомага защитна реакция, която позволява на нервните клетки да поддържат качеството на собствените си белтъци – процес, известен като протеостаза. Това е важно за оцеляването на клетката в условията на стрес.
Но същевременно тази защитна програма ограничава производството на нови белтъци, необходими за възстановяването на аксоните.
Когато AHR бъде блокиран, нервните клетки изглежда променят приоритетите си. Те започват да произвеждат повече нови белтъци и активират биологични механизми, свързани с растежа и регенерацията на аксоните.
В този процес участва и друг фактор – HIF-1α, който регулира гени, свързани с метаболизма и възстановяването на тъканите.
Неочакваната роля на протеин, който „усеща“ токсините
Откритието е интересно и по друга причина.
AHR първоначално е изследван заради способността му да разпознава вещества от околната среда, включително токсини и замърсители. Новото изследване показва, че ролята му е значително по-широка.
В нервните клетки AHR изглежда свързва реакцията към околната среда с вътрешните процеси, които определят дали увреденият аксон ще се опита да се възстанови.
Това открива възможност за бъдещо изследване на лекарства, които блокират AHR.
Особено интересно е, че някои медикаменти, разработени за потискане на AHR, вече се изследват в клинични изпитвания за други заболявания. Това би могло в бъдеще да позволи да се проучи дали подобен подход има приложение и при нервни увреждания.
Може ли това да помогне при увреждане на гръбначния мозък?
Тук учените са предпазливи.
Резултатите са обещаващи, но все още не представляват лечение за хора с увреждания на нервната система. До момента ефектът е демонстриран в експериментални модели при мишки.
Предстои да бъде установено дали потискането на AHR работи при различни видове нервни увреждания, кога трябва да бъде приложено евентуалното лечение и каква доза би била подходяща.
Учените планират да изследват както лекарства, блокиращи AHR, така и генна терапия, която да намалява активността на протеина конкретно в нервните клетки.
Ако подходът се окаже безопасен и ефективен при хора, той потенциално би могъл да намери приложение при увреждания на гръбначния мозък, инсулт и други неврологични заболявания, при които възстановяването на нервните връзки е сериозно ограничено.
На този етап обаче най-важният резултат е друг: учените са идентифицирали конкретна молекулярна „спирачка“, която изглежда пречи на увредените нервни клетки да преминат от режим на оцеляване към режим на активно възстановяване.
Източник: ScienceDaily, по информация на The Mount Sinai Hospital / Icahn School of Medicine at Mount Sinai. Изследването е публикувано в списание Nature.