Регенерация нейронов. Генно-инженерный подход будущего

Автор: Сергей Ю. Каменев. Эта статья продолжает серию статей о глубокой модификации ДНК в недалёком будущем для решения серьёзных проблем человечества. Первая статья – тут.

TL;DR: Все программисты знают, что есть масса способов решить одну и ту же задачу. То же самое скоро будет и в биоинформатике: есть тысячи способов изменить геном так, чтобы получился новый «сложный признак». ДНК-код так же пластичен и универсален как и компьютерный код. Одним из первых применений “перепрограммирования на уровне ДНК” может стать способность нейронов восстанавливать свою функцию после повреждения (разрыва аксона), что позволит десяткам тысяч парализованных инвалидов-колясочников в буквальном смысле встать на ноги. При этом, как и в случае с привычным нам компьютерным кодом, добиться решения задачи можно несколькими способами – некоторые из которых – такие, как многоядерные нейроны, сращение синапсов на дендритных деревьях, активизация макрофагов для сращения – будут рассмотрены ниже, в данной статье.

Обсудим перспективы того, как применение генно-инженерных технологий в практической медицине недалекого будущего сможет оградить людей от парезов и параличей. Вначале – неутешительный взгляд на то, что мы имеем сегодня. Только в США, где имеется подробная статистика и достаточно современная система оказания медицинской помощи, насчитываются десятки тысяч “инвалидов-колясочников”.

Многие из них имеют “отключенные ноги” – из-за механического поперечного разрыва спинного мозга. Современная нейрохирургия добилась успехов за счет того, что на одно полное повреждение – механический полный разрыв спинного мозга – приходилось десять, а то и больше сдавлений спинного мозга, которые приводили к последующей гибели фрагмента мозга за счет нарушения кровоснабжения. Поэтому при быстром оказании помощи, пока еще не все нейроны погибли от недостатка кровоснабжения, сдавления спинного мозга можно лечить. Представим, что спинной мозг – это жгут из проводов, содержимое бетонной кабельной шахты, в центре которой ещё и серверные стойки. И при травме обломки этого короба деформируют, натягивают часть кабелей и плотно забивают промежутки, затрудняя теплоотвод, а где-то перебивают токоподающие провода (сосуды).

Строители – ремонтники (нейрохирурги) научились в случае аварии восстанавливать функции опоры – эти бетонные (костные) стенки – удалять осколки позвонков, соединять их, восстанавливать медные провода электроснабжения. А вот соединение прерванного оптоволокна (нервов) – это до сих пор нерешённая задача.

Другое дело, что починка “стенок шахты” в первые часы или даже сутки после травмы оказывалась эффективна в девяти случаях травм из десяти. Но в оставшихся случаях механического разрыва спинного мозга или периферического нерва прогноз, несмотря на повышение уровня хирургической техники, остаётся неутешительным.

Добиться сколько-нибудь функционально удовлетворительного сращения спинного мозга после механического разрыва у людей не удалось пока никому, хотя получить модель для проверки на опытных животных просто, а задача эта столь актуальна и очевидна, что постоянно идет информационный шум о том, что вот-вот произойдет прорыв. Однако достоверно воспроизводимых “вау-результатов” как не было, так и нет.

Итак, у нас проблема: в организме есть уродские клетки – нейроны. Вообще все виды клеток по-своему уродские, оптом и в розницу. А какими им еще быть, если они продукт дикой, слепой эволюции? Но даже среди других клеток нейроны, особенно нейроны человека, это что-то с чем-то… Клетки, у которых есть отросток длиной в метр, микроскопически тонкий и нежный, неспособный к регенерации. Никакого дублирования: перебили спинной мозг – каюк всей периферии. Перебили нерв на уровне плеча – не чувствуют пальцы, не двигаются мышцы всей конечности. Причём на периферии или в месте повреждения остается с одной стороны тело нейрона со всем потенциалом жизнеобеспечения и регенерации и практически безжизненный обрубок длинного отростка, называемого аксоном, с другой стороны.

Каковы потенциальные методы решения?

Подробнее
Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 5 (4 votes)
Источник(и):

Хабр