На пути к излечению от БАС: магнитная стимуляция восстанавливает поврежденные мотонейроны

Боковой амиотрофический склероз (БАС) — тяжелое неизлечимое заболевание, при котором повреждаются мотонейроны — нервные клетки в головном и спинном мозге, которые посылают сигналы мышцам для управления движением. Без функционирующих мотонейронов мышцы не получают инструкций и больше не работают, что приводит к прогрессивному параличу, мышечной атрофии и, в конечном итоге, к отказу дыхательной системы.

В настоящее время не существует успешного лечения БАС, а лекарственная терапия оказывает лишь незначительное влияние на выживаемость пациентов. Стремясь устранить этот недостаток, междисциплинарная исследовательская группа возглавила Центр Гельмгольца в Дрездене-Россендорфе (ХЗДР) и расширение ТУ Дрезден исследует потенциал использования магнитных полей для восстановления поврежденных мотонейронов.

Влияние магнитной стимуляции на заболевания нейронов широко исследовано. Однако применения в периферических нервах немногочисленны. В этом последнем исследовании, опубликованном в КлеткиИсследователи оценили, может ли магнитная стимуляция периферических мотонейронов восстановить дефекты мотонейронов, происходящих из стволовых клеток, у пациентов с БАС с мутациями в гене FUS (FUS-ALS).

Команда во главе с физиком Томас Херрманнсдорфер, клеточный биолог Арун Пал и врач Ричард Фанки при поддержке коллег из Технического университета Дрездена и Университета Ростока создали спинальные мотонейроны путем перепрограммирования индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, полученных из биопсии кожи здоровых людей и пациентов с ФУЗ-БАС. Они разработали и изготовили электромагнитные катушки, которые можно использовать в инкубаторах для клеточных культур, и использовали их для воздействия на мотонейроны специально подобранных магнитных полей.

Каждая магнитная стимуляция включала четыре последовательных сеанса (продолжительностью несколько часов) с использованием очень низких частот прямоугольных импульсов от 2 до 10 Гц. Обработки проводились после созревания клеток в течение 30-45 дней. в пробирке, с выключенными катушками между ними. После последней обработки команда поддерживала клетки в культуре в течение двух дней, прежде чем оценить влияние магнитной стимуляции.

Восстановление аксональных дефектов

Мотонейроны имеют длинные отростки, называемые аксонами, длина которых может достигать 1 м, они транспортируют вещества и передают информацию. Нарушения транспорта аксональных органелл, таких как митохондрии и лизосомы, способствуют дегенерации нейронов при БАС. Таким образом, исследователи использовали визуализацию живых клеток и иммунофлуоресцентное окрашивание для измерения подвижности этих органелл в мотонейронах, подвергшихся воздействию магнитных полей.

Сначала они исследовали среднюю скорость органелл. Количественный анализ отслеживания показал снижение средней дистальной скорости как для митохондрий, так и для лизосом в необработанных мутантных мотонейронах FUS по сравнению с контрольными клетками (полученными от здоровых доноров). Воздействие магнитных полей вернуло среднюю скорость мотонейронов FUS обратно к контрольным уровням, причем наилучшие эффекты наблюдались при использовании очень низких частот около 10 Гц.

Еще одним признаком БАС является снижение способности аксонов расти и регенерировать после травм или в процессе старения. Такой рост имеет решающее значение для поддержания межнейронной связи через нервные окончания и передачи информации. Чтобы изучить, может ли магнитная стимуляция исправить такие дефекты, команда использовала визуализацию клеток в микрофлюидных камерах в реальном времени для анализа нового отростка конусов роста аксонов после аксотомии (отсечения аксона).

Исследователи наблюдали снижение средней скорости роста аксонов в необработанных мотонейронах FUS по сравнению с контрольными клетками. Магнитная стимуляция мотонейронов FUS с частотой 10 Гц значительно увеличивала среднюю скорость роста до контрольных уровней. Магнитные поля не влияли на среднюю скорость роста контрольных мотонейронов.

В многочисленных экспериментах исследователи показали, что мотонейроны больных БАС реагируют на магнитные поля, при этом нарушенный аксональный транспорт органелл реактивируется при стимуляции, а регенерация аксонов восстанавливается. Важно отметить, что они также продемонстрировали, что здоровые клетки не повреждаются магнитной стимуляцией.

Ультразвук может помочь в будущем лечении заболеваний двигательных нейронов

Хотя эти результаты кажутся многообещающими, команда подчеркивает необходимость долгосрочных и в естественных условиях исследования. «Мы рассматриваем эти в пробирке результаты являются обнадеживающим подходом на пути к потенциальной новой терапии БАС, а также других нейрогенеративных заболеваний», — говорится в заявлении Херрманнсдорфера для прессы. «Однако мы также знаем, что для подтверждения наших выводов необходимы подробные последующие исследования».

Сейчас работает в рамках Таксонский Herrmannsdörfer и его коллеги планируют дальнейшие исследования, чтобы оптимизировать параметры приложенного магнитного поля, понять клеточный ответ на различные магнитные стимулы и протестировать лечение других нейродегенеративных заболеваний, таких как болезни Паркинсона, Хантингтона и Альцгеймера.

• SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
• PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
• ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
• ПлатонЭСГ. Автомобили / электромобили, Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
• Смещения блоков. Модернизация права собственности на экологические компенсации. Доступ здесь.
• Источник: https://physicsworld.com/a/towards-a-cure-for-als-magnetic-stimulation-restores-impaired-motoneurons/