На шляху до лікування БАС: магнітна стимуляція відновлює пошкоджені мотонейрони – Physics World

Бічний аміотрофічний склероз (БАС) — це важке невиліковне захворювання, при якому пошкоджуються мотонейрони — нервові клітини головного та спинного мозку, які надсилають сигнали до м’язів для контролю руху. Без функціонуючих мотонейронів м’язи не отримують інструкцій і більше не працюють, що призводить до прогресуючого паралічу, атрофії м’язів і, зрештою, до відмови дихальної системи.

В даний час не існує успішного лікування БАС, оскільки медикаментозна терапія має лише незначний вплив на виживання пацієнтів. Прагнучи усунути цю нестачу, міждисциплінарна дослідницька група очолила Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) і ТУ Дрезден досліджує потенціал використання магнітних полів для відновлення порушених мотонейронів.

Вплив магнітної стимуляції на захворювання нейронів широко досліджено. Однак застосування в периферичних нервах є незначним. У цьому останньому дослідженні, повідомленому в Клітини, дослідники оцінили, чи може магнітна стимуляція периферичних мотонейронів відновити дефекти мотонейронів, отриманих зі стовбурових клітин пацієнтів з БАС із мутаціями в гені FUS (FUS-ALS).

Команда – на чолі з фіз Томас Геррманнсдорфер, клітинний біолог Арун Пал і лікар Річард Фанк, за підтримки колег з Дрезденського технічного університету та Університету Ростока – створили спинальні мотонейрони шляхом перепрограмування індукованих плюрипотентних стовбурових клітин, отриманих із біопсії шкіри здорових людей і пацієнтів із FUS-ALS. Вони розробили та виготовили електромагнітні котушки, які можна використовувати в інкубаторах для клітинних культур, і використали їх для впливу на мотонейрони спеціальних магнітних полів.

Кожна магнітна стимуляція включала чотири послідовні процедури (тривалістю кілька годин) з використанням дуже низьких частот квадратних хвиль від 2 до 10 Гц. Обробку проводили після того, як клітини дозріли протягом 30-45 днів пробірці, з вимкненими котушками між ними. Після остаточної обробки команда витримувала клітини в культурі протягом двох днів, перш ніж оцінити вплив магнітної стимуляції.

Відновлення аксональних дефектів

Мотонейрони мають довгі виступи, які називаються аксонами, які можуть мати довжину до 1 м, які транспортують речовини та передають інформацію. Порушення транспорту аксональних органел, таких як мітохондрії та лізосоми, сприяють дегенерації нейронів при БАС. Таким чином, дослідники використовували візуалізацію живих клітин та імунофлуоресцентне фарбування для вимірювання рухливості цих органел у мотонейронах, які піддаються впливу магнітних полів.

Спочатку вони дослідили середню швидкість органел. Кількісний аналіз відстеження виявив зниження дистальної середньої швидкості як для мітохондрій, так і для лізосом у необроблених мутантних мотонейронах FUS порівняно з контрольними клітинами (отриманими від здорових донорів). Вплив магнітних полів повернув середню швидкість мотонейронів FUS до контрольного рівня, причому найкращий ефект спостерігався при використанні дуже низьких частот близько 10 Гц.

Іншою ознакою БАС є зниження здатності аксонів рости та регенерувати після травм або під час старіння. Таке зростання має вирішальне значення для підтримки міжнейронного зв’язку між нервовими закінченнями та передачі інформації. Щоб дослідити, чи може магнітна стимуляція виправити такі дефекти, команда використовувала живе зображення клітин у мікрофлюїдних камерах, щоб проаналізувати новий відросток конусів росту аксонів після аксотомії (розриву аксона).

Дослідники спостерігали знижену середню швидкість аксонального росту в необроблених мотонейронах FUS порівняно з контрольними клітинами. Магнітна стимуляція мотонейронів FUS на частоті 10 Гц значно збільшила середню швидкість росту до контрольних рівнів. Магнітні поля не впливали на середню швидкість росту контрольних мотонейронів.

У численних експериментах дослідники показали, що мотонейрони пацієнтів з БАС реагують на магнітні поля, при цьому порушений аксональний транспорт органел реактивується шляхом стимуляції та відновлення аксональної регенерації. Важливо, що вони також продемонстрували, що здорові клітини не були пошкоджені магнітною стимуляцією.

Ультразвук може дати змогу в майбутньому лікувати захворювання рухових нейронів

Хоча ці висновки здаються багатообіцяючими, команда підкреслює необхідність довгострокового і в природних умовах навчання. «Ми розглядаємо це пробірці результати як обнадійливий підхід на шляху до потенційної нової терапії АЛС, а також інших нейрогенеративних захворювань», — йдеться в заяві для преси Херрманнсдорфера. «Однак ми також знаємо, що для підтвердження наших висновків потрібні детальні подальші дослідження».

Зараз працює в межах Thaxonian Herrmannsdörfer та його колеги планують подальші дослідження, щоб оптимізувати параметри прикладеного магнітного поля, зрозуміти реакцію клітин на різні магнітні подразники та перевірити лікування інших нейродегенеративних розладів, таких як хвороба Паркінсона, Хантінгтона та Альцгеймера.

• Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
• ПлатонЕСГ. Автомобільні / електромобілі, вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
• BlockOffsets. Модернізація екологічної компенсаційної власності. Доступ тут.
• джерело: https://physicsworld.com/a/towards-a-cure-for-als-magnetic-stimulation-restores-impaired-motoneurons/