Ученые обнаружили, что особый тип клеток гораздо более плодовит в создании защитной оболочки, покрывающей нервные волокна, чем считалось ранее.
Новое данные о клетках Шванна открывают возможности для лечения повреждений нервов и различных форм невропатии. Дальнейшие исследования могут оказаться полезными для содействия восстановлению миелина при расстройствах центральной нервной системы, таких как рассеянный склероз. Данное исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Актуальность исследования
Два типа клеток в организме производят миелин: олигодендроциты в головном и спинном мозге и клетки Шванна в остальной части тела. До сих пор ученые считали, что только олигодендроциты генерируют большинство миелиновых оболочек вокруг аксонов.
Однако, ученые установили, что клетки Шванна также способны распространять миелин аксонам.
«Это полностью меняет определение учебника о том, как работают клетки Шванна», — говорит старший автор Келли Монк (Kelly Monk).
Материалы и методы исследования
Исследователи сделали открытие после проведения генетического скрининга у рыбок Данио в лаборатории Монк (Monk).
Результаты научного исследования
Ученые обнаружили, что у некоторых рыб было больше миелина, чем ожидалось, и у этих рыб отмечалась мутация в гене fbxw7. Когда они изучили этот ген у генетически модифицированных мышей, они обнаружили неожиданную характеристику: отдельные клетки Шванна начали распространять миелин по многим аксонам.
«Это подчеркивает пластический потенциал этих клеток», — говорит Монк.
При обнаружении того, как клетки Шванна генерируют миелин на молекулярном уровне, открытие поможет разработать новые методы генной терапии для восстановления поврежденного миелина при расстройствах периферической нервной системы, таких как болезнь Шарко-Мари-Тута, наследственная форма невропатии, которая поражает 2500 человек в Соединенных Штатах.
Как шванновские клетки, так и олигодендроциты возникли в один и тот же момент эволюционной истории с появлением челюстей в линии позвоночных. У беспозвоночных не хватает миелина, а некоторые, как современный кальмар, используют толстые аксоны для быстрой передачи сигналов между нейронами.
«Мы могли бы развиваться таким образом, но наш спинной мозг был бы диаметром гигантского дерева секвойи», — сказал Монк.
Вместо этого аксоны позвоночных развили миелин, чтобы защитить аксоны и ускорить передачу сигнала. Для создания миелина, клетки Шванна развивались, чтобы произвести его вокруг единственного аксона в периферической нервной системе. Олигодендроциты, в свою очередь, генерировали миелин вдоль множества аксонов в более ограниченном окружении мозга и позвоночника — центральной нервной системы.
Клетки Шванна выработали механизм восстановления поврежденного миелина на клеточной основе, так как это было обычным делом для травм, не приводя к гибели весь организм. Эти черты были бы переданы и укреплены через поколения эволюции.
Напротив, ремиелинизация в центральной нервной системе имела тенденцию быть эволюционным тупиком, поскольку немногие выжили бы в результате серьезной травмы головного или спинного мозга.
Выводы
«Нацеливание на ген fbxw7 — или молекулы нижестоящего пути — может быть мощным способом стимулирования восстановления миелина в центральной нервной системе», — говорит Монк.
Авторы другого исследования утверждают, что стволовые клетки волосяных фолликулов могут помочь в лечении рассеянного склероза.
