Свет Активирует Нейроны и Помогает Восстановить Функции Парализованных Мышц

Новый способ искусственного контроля мышц с помощью света, с потенциалом восстановления функций парализованных мышц при таких условиях, как болезнь двигательного нейрона и травмы спинного мозга, был разработан учеными из (UCL) и королевского колледжа в Лондоне.

 Метод включает в себя пересадку специальных моторных нейронов, созданных из стволовых клеток, в поврежденные нервные ветви. Эти моторные нейроны призваны реагировать на импульсы синего света, что позволяет ученым выполнить тонкие настройки мышечного контроля, регулируя интенсивность, продолжительность и частоту импульсов света.

Команда ученых продемонстрировала новый метод на мышах, у которых нервы мышц задних лап, были повреждены. Они показали, что трансплантация стволовых клеток - производимых моторные нейроны, растут вдоль поврежденных нервов, чтобы успешно установить связь с парализованными мышцами, которые затем могут быть проконтролированы импульсами синего света.

"Следующий новый порядок, который мы видели, это то, что ранее парализованные мышцы ног начинают функционировать" - говорит профессор Линда Гринсмитх из MRC центра для нервно-мышечных заболеваний в UCL институте неврологии. "Данная стратегия имеет значительные преимущества над существующими методами, которые используют электроэнергию для стимуляции нервов, которые могут быть болезненными, и часто приводят к быстрой усталости мышц. Кроме того, если существующие моторные нейроны утрачиваются вследствие увечья или заболевания, электрическая стимуляция нервов оказывается бесполезной".

Мышцы обычно контролируются моторными нейронами, специализированными нервными клетками в головном и спинном мозге. Эти нейроны как реле для сигналов, посланных от мозга к мышцам, чтобы вызвать двигательные функции, такие как ходьба, стойка и даже дыхание. Однако, моторные нейроны могут быть повреждены болезнью двигательного нейрона или травмой спинного мозга, вызывая постоянную потерю мышечной функции, приводя к параличу.

"Эта новая техника - как средство для восстановления функции конкретных мышц, после неврологических травм или болезней" - объясняет профессор Гринсмитх. "В течение ближайших пяти лет или около того, мы надеемся предпринять шаги, которые необходимо предпринять, чтобы этот новаторский подход дошёл до человеческих испытаний, потенциально разработать процедуры для пациентов с болезнью двигательного нейрона, многие из которых со временем теряют способность дышать, так как их мышцы диафрагмы постепенно парализуются. В конечном счете, мы надеемся применить наш метод, чтобы создать своего рода оптический кардиостимулятор для диафрагмы, чтобы поддерживать у этих больных нормальное дыхание".

Реагирующие на свет моторные нейроны, были созданы из стволовых клеток, д-р Иво Лебером из MRC Центра развития нейробиологии, Королевского колледжа в Лондоне.

"Мы применяли индивидуальные, эмбриональные стволовые клетки, поэтому моторные нейроны, производные от них, они могут функционировать как часть мышечного устройства - кардиостимулятора" - говорит д-р Лебером. "Во-первых, мы оборудовали клетки, молекулярным датчиком света. Это позволяет нам контролировать моторных нейронов с помощью мигающего синего света. Затем мы настроили выживание гена в них, которое помогает стволовым клеткам моторных нейронов, остаться в живых, когда они пересаживаются внутрь травмы нерва, что позволяет расти, чтобы подключиться к мышцам".