Tabulae Paralytica — атлас клеток спинного мозга помогает лечению после травмы
Исследователи Швейцарского федерального технологического института, Лозанна разработали четырехмерную модель травмы спинного мозга у мышей. Модель получила название клеточного атласа спинного мозга Tabulae Paralytica.
Для создания атласа Tabulae Paralytica (он выставлен с открытый доступ и с ним могут работать ученые) исследователи использовали машинное обучение, сопоставляя данные секвенирования РНК и других методов клеточной биологии. Результаты опубликованы в журнале Nature.
Ученые исследовали участки спинного мозга, взятые у 52 травмированных и здоровых мышей через 1, 4, 7, 14, 30 и 60 дней после травмы и проанализировали реакцию 482 825 клеток на повреждения.
Спинной мозг, как и головной, состоит из ткани, изолированной от иммунной системы физическими барьерами. Но когда спинной мозг поврежден, иммунные клетки проникают в место повреждения и активируют воспалительные реакции. Это предохраняет травму от инфекции, но ухудшает заживление. Исследователи обнаружили, что травма нарушает нормальную работу клеток, образующих гемато-спинномозговой барьер и арахноидальный барьер — защитную мембрану, покрывающую спинной мозг.
Как работают астроциты
Исследователи сравнили реакцию на травмы у молодых и старых мышей. При травме специализированные клетки, так называемые астроциты, образуют тонкую пленку вокруг поражения спинного мозга и его защищают от иммунной системы. Эти пленки играют решающую роль в заживлении и восстановлении ран мозга.
Исследование показало, что у старых мышей астроциты утрачивают способность защищать спинной мозг. Это ведет к функциональным нарушениям и параличу.
Используя данные атласа, исследователи разработали генную терапию для заживления ран у старых мышей. За два дня до нанесения травмы в спинной мозг старых мышей ввели генный препарат, который привел к омоложению астроцитов и увеличению их количества.
После повреждения защитные пленки нормально образовались и уменьшили проникновение иммунных клеток. В результате старые мыши после травмы так же быстро восстановили способность ходить, как и молодые.
Ученые подчеркивают, что это только один из моментов использования атласа спинного мозга. Соавтор работы Марк Андерсон говорит: «Если вы знаете, что делает каждая клетка спинного мозга в ответ на травму, вы можете использовать эти знания для разработки индивидуальных методов лечения. Дело не должно происходить в темноте».