Симптоми хвороби Паркінсона можна послабити, якщо змусити допоміжні клітини мозку, які доглядають за нейронами, зайняти місце загиблих нервових клітин.
При нейродегенеративних хворобах у нейронах накопичуються токсичні білки, через які нервові клітини починають погано працювати і, зрештою, гинуть. Різним нейродегенеративним хворобам відповідають різні білки, і накопичуються вони в першу чергу в різних мозкових відділах. Так, при хворобі Паркінсона головними жертвами стають дофамін-синтезуючі нейрони так званої чорної субстанції - ділянки мозку, що управляє рухами. Крім того, чорна субстанція входить в систему підкріплення - комплексу нервових центрів, що відповідають за задоволення від нагороди і мотивацію.
Через гинучі нейрони чорної субстанції людина перестає контролювати роботу м'язів, у неї починається тремор і т. д.; на пізніх стадіях хвороби з'являються когнітивні та емоційні порушення. Хворого можна підтримати лікарськими препаратами, які допомагають зберегти достатній рівень дофаміну, скомпенсувати втрату нейронів, які його синтезують - щоб дофаміну вистачало іншим нейронам, які ще живі і які використовують його в нейронних ланцюжках. Однак лікування як такого для хвороби Паркінсона немає (як, втім, і для інших подібних захворювань). Вилікувати хворого з хворобою Паркінсона означало б зупинити загибель нейронів, або зробити так, щоб на місце загиблих прийшли інші.
Відновити чисельність нейронів можна за допомогою стовбурових клітин, вводячи їх прямо в мозок. Стовбурові клітини можна взяти або у якогось донора, або від самого хворого. У другому випадку беруть звичайні зрілі клітини, наприклад, шкіри, і за допомогою молекулярних процедур звертають їх розвиток назад, щоб спеціалізовані клітини забули свою спеціалізацію і повернулися в стовбуровий стан. Тепер їм знову дають молекулярні інструкції, які направляють їх по нервовому шляху розвитку - так з клітин шкіри можна отримати клітини-попередники нейронів. Але хоча цей метод вже перевіряють у клінічних дослідженнях, тут залишається багато проблем, починаючи від часу і вартості такого клітинного перепрограмування і закінчуючи сумнівами, чи не буде від перепрограмованих клітин побічних ефектів.
Інший спосіб - перетворити на нейрони допоміжні клітини мозку під назвою астроцити. Вони допомагають нейронам працювати, підтримують їх, служать клітинами-няньками, але не тільки - останнім часом з'являються роботи, в яких говориться, що астроцити безпосередньо регулюють імпульси, якими обмінюються нервові клітини. Функції будь-якої клітини залежать від генів, які в ній працюють, а активність генів залежить від регуляторних білків. Тому можна уявити, як ми беремо астроцити і перемикаємо в них гени - так, щоб запрацювали ті гени, які перетворять астроцити в нейрони.
Саме так і зробили дослідники з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго. Вони визначили білок, який не дає синтезуватися іншим білкам, які могли б перетворити клітку на нейрон: якщо цей білок відключали, то на нейрони перетворювалися навіть сполучні клітини фібробласти. Потім лабораторних мишей модифікували генетично так, щоб «антинейронний» білок можна було відключити, причому тільки в астроцитах - і коли його відключали, астроцити починали перетворюватися на нейрони: вони починали синтезувати білки, характерні для нейронів, і таких білків у них ставало з часом все більше. Причому в різних зонах мозку з астроцитів виходили різні нейрони, і в чорній субстанції астроцити перетворювалися на нервові клітини, що синтезують дофамін.
Але чи можуть такі нейрони вбудовуватися в нервові ланцюги і виконувати звичайні нейронні функції? Щоб це перевірити, мишам вводили токсичну речовину, яка вибірково вбивала дофамінові нейрони в чорній субстанції - миші ніби захворіли хворобою Паркінсона. Коли у таких мишей астроцити починали перетворюватися на нейрони, то у тварин не просто підвищувалося число дофамінових нейронів і загальний рівень дофаміну в мозку, у них також поліпшувалися рухи. Тобто нові нейрони цілком були здатні замінити собою загиблі і послабити симптоми хвороби.
Правда, тут потрібно підкреслити кілька «але». По-перше, «хвороба Паркінсона» у мишей була все-таки не такою, як у людей - у тварин її симптоми викликали інакше, ніж коли вона своїм звичайним чином розвивається в людському мозку. По-друге, перетворюючи астроцити на нейрони, добре б зрозуміти, чи не шкодить мозку спад астроцитів, і наскільки стабільними виходять нові нейрони - чи не почнуть вони потім перетворюватися назад на допоміжні астроцити і чи не почнуть взагалі гинути.
Нарешті, якщо говорити про якісь клінічні перспективи, то потрібно подумати про те, як цілеспрямовано переналаштовувати астроцити в мозку хворого, не використовуючи методів генетичного редагування.
Повністю результати експериментів опубліковані в Nature.