Ученые МГУ разобрались, как стволовые клетки лечат инсульт

19 марта 2018 года в журнале Molecules вышла статья исследователей из МГУ, в которой они описывают новый механизм терапевтического действия стволовых клеток при инсульте. Ученые показали, что мезенхимальные стромальные клетки (МСК) могут передавать поврежденным клеткам мозга свои митохондрии — энергетические станции клетки, которые повреждаются в нервных клетках. Замена поврежденных митохондрий в нейронах и астроцитах на здоровые позволяет им вернуться к нормальной работе. У животных, которые прошли подобную терапию, гораздо лучше восстанавливались функции мозга после инсульта. Кроме того, ученые открыли белок, усиливающий этот эффект — Miro1.

Ученые вводили в мозг крысам, перенесшим инсульт, стволовые клетки, в которых митохондрии были помечены флуоресцентным белком GFP. В результате в клетках мозга таких животных позднее можно было обнаружить митохондрии, окрашенные зеленым, которые были получены от стволовых клеток. Параллельно эти результаты были подтверждены и в экспериментах на культурах клеток. Когда крысам вводили МСК они не только проходили неврологические тесты лучше, но и имели меньшую зону повреждения в очаге инфаркта, чем не леченная группа. Но главное, что стволовые клетки, с увеличенной экспрессией белка Miro1 передавали свои митохондрии более активно и соответственно результаты восстановления неврологических тестов у таких животных были выше.

Ведущий научный сотрудник Научно-исследовательского института физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского МГУ, доктор биологических наук, профессор РАН Егор Юрьевич Плотников комментирует работу своей группы: «Одной из ключевых проблем использования стволовых клеток в клинике является слабая изученность механизмов их действия. То, что они обладают терапевтическими свойствами уже давно ни у кого не вызывает сомнений, однако без доказанных механизмов действия это многообещающее направление до сих пор не может широко применяться в клинике. Ранее считалось, что терапевтический эффект стволовых клеток связан с тем, что они активно встраиваются в ткань, например, мозга, и замещают поврежденные клетки, за счет дифференцировки в нейроны. Однако это никогда не было строго доказано. Как мы показали в данной работе это не так или не всегда так. Мы уверены, что основной механизм терапевтического действия стволовых клеток кроется именно в «починке» сломанных клеток, МСК выступают тут как "доноры" митохондрий, а потом элимининируются организмом. После передачи митохондрий из стволовых клеток в мозговые клетки, последние восстанавливали свои энергетические функции и способность к пролиферации. Главное наше открытие, что мы нашли белок, регуляция экспрессии которого позволяет усилить эффект от терапии стволовыми клетками. Крысы, которым вводились стволовые клетки с увеличенной экспрессией белка Miro1, имели гораздо меньший неврологический дефицит после инсульта, то есть лучше владели конечностью, которая не работала из-за поражения сенсо-моторной зоны мозга. А ведь это именно то, что интересует врачей неврологов — возвращение мозга к нормальному функционированию. Мы надеемся, что наша работа вместе с другими подобными позволит наконец выйти технологии стволовых клеток в общепринятую практику и спасать человеческие жизни».