Поврежденные нервы восстанавливаются у лягушек, собак, китов, улиток, но не у человека и приматов. Однако новое исследование ученых Института биологических исследований Солка (Salk Institute for Biological Studies) показывает, что потенциально регенерации поврежденных нервных сетей можно добиться с помощью низкомолекулярных соединений.

Поврежденные нервы восстанавливаются у лягушек, собак, китов, улиток, но не у человека и приматов. Однако новое исследование ученых Института биологических исследований Солка показывает, что потенциально регенерации поврежденных нервных сетей можно добиться с помощью низкомолекулярных соединений. В конечном итоге эта стратегия может привести к разработке методов лечения так необходимых пациентам с тяжелыми травмами спинного мозга и параличом. Для восстановления поврежденных спинномозговых нервов у человека ученые надеются использовать стратегию более просто организованных животных.

«Это исследование предполагает, что мы могли бы имитировать процессы репарации нейронов, естественно протекающие у низших животных, что было бы очень интересно», – говорит профессор Института Солка Kо-Фэнь Ли (Kuo-Fen Lee). Полученные им и его коллегами результаты опубликованы в журнале PLOS Biology.

Для восстановления функции поврежденного нерва его длинные передающие сигналы отростки – аксоны – должны достичь прежней длины и установить новые связи с другими клетками.

В статье, опубликованной прошлым летом в журнале PLoS ONE, профессор Ли и его коллеги сообщили, что белок p45 способствует регенерации нерва, предотвращая подавление восстановления миелиновой оболочки аксонов. Однако у человека, приматов и некоторых других высших позвоночных p45 нет. У этих животных с миелином поврежденного нерва связывается другой белок – p75. Вместо стимуляции регенерации p75 фактически останавливает рост поврежденных нервов.

«Мы не знаем, почему у человека не происходит регенерации нервов, но можем предположить, что наш мозг имеет так много нервных связей, что эта регенерация не является абсолютно необходимой», – продолжает профессор Ли.

Присутствие p45 (окрашен зеленым) и р75 (окрашен красным) показывает, что у животного после травмы седалищного
нерва усиливается экспрессия как р45, так и р75.
(Фото: Salk Institute for Biological Studies)

В своем новом исследовании ученые изучили, как две молекулы белка р75 взаимодействуют друг с другом, образуют пару, которая «защелкивается» на ингибиторах, высвобождаемых поврежденным миелином.

Изучая с помощью ядерного магнитного резонанса конфигурации этих белков в растворах, исследователи установили, что стимулирующий рост белок p45 может нарушать образование пары р75.

«По непонятным причинам появление p45 приводит к разрушению этой пары», – комментирует полученные данные Ли, заведующий кафедрой молекулярной нейробиологии.

Более того, белок p45 способен связываться с определенной областью белка р75, имеющей решающее значение для образования пары р75, снижая, таким образом, количество пар р75, взаимодействующих с ингибиторами, высвобождаемыми миелином. Снижение количества пар р75, доступных для связывания с сигналами-ингибиторами, делает возможным регенерацию аксона.

Эти данные свидетельствуют о том, что какой-либо агент – или p45, или другая молекула, – способный эффективно разрушать пару р75, может стать средством лечения травм спинного мозга. Одним из методов терапии может быть введение в поврежденные нейроны белка р45, но более умная тактика заключалась бы во введении низкомолекулярного соединения, разрывающего связь между двумя молекулами р75, считает Ли.

«Такой агент мог бы проходить через гематоэнцефалический барьер и поступать к месту повреждения спинного мозга», – поясняет ученый.

Следующим шагом в работе Ли и его группы будет изучение вопроса, сможет ли введение р45 помочь регенерации поврежденных человеческих нервов.

«Это то, что мы надеемся сделать в будущем», – заключает профессор.

Оригинальная статья

Heterodimerization of p45–p75 Modulates p75 Signaling: Structural Basis and Mechanism of Action