Саламандры чувствуют спинным мозгом

Воздействие на митохондрии с помощью глубоко проникающего в ткани излучения инфракрасного лазера (NIR). Это приводит к образованию кислородных радикалов 1О2 и смерти аномальной клетки (Cell Death).  Иллюстрация Physorg

Известно, что в основе развития организма лежит деление и специализация (дифференцировка) стволовых клеток и их потомства. Нервные стволовые клетки (НСК) лежат в глубине мозга, и потомки их деления мигрируют в подкорковые структуры и кору головного мозга. То же относится к спинному мозгу, в котором стволовые клетки сохраняются в течение всей жизни… Но, к сожалению, не выше земноводных, если смотреть на эволюционную лестницу. Действительно, только земноводные сохранили до наших дней способность регенерировать утерянные органы – хвосты.

Характерный пример демонстрирует аксолотль, или мексиканская саламандра Ambystoma mexicanum. Внутри спинномозгового канала этой саламандры сотрудники венского Института молекулярной патологии сумели выявить с помощью флюоресцентных протеинов НСК. Их статья на ресурсе eLife называется «Пространственно-временной контроль ускорения клеточного цикла во время регенерации спинного мозга аксолотля». Ученые пишут, что такие же клетки есть по крайней мере у грызунов. Но, как мы знаем, грызуны утраченный хвост восстанавливать не могут. Однако НСК мышей и крыс постоянно возобновляют нейроны обонятельных луковиц, поражаемые токсическими воздействиями.

Овладение клеточными циклами и их контроль важны как с точки зрения нейронной регенерации после травм и при нейродегенеративных состояниях, так и «обуздания» аномального деления клеток. В 2020 году Ян ван Хест из университета в голландском Эйндховене с коллегами из Англии и Китая показали, что прерывание работы митохондрий, вырабатывающих для клеток энергию в ходе синтеза АТФ, ведет к смерти здоровых и измененных клеток. (То же происходит после действия цианистого калия, блокирующего действие ферментов в межреберных мышцах, и это приводит к остановке дыхания.) Спустя год Хест представил в журнале Angewandte Chemie статью «Биодеградирующие флюоресцентные полимеросомы с возможностью усиления фотодинамической терапии».

Речь идет о полимерных частицах (сомах, «тельцах») сложного полимерного состава с водорастворимой основой из полиэтиленгликоля. Полимеросомы активно поглощаются аномальными клетками. При этом в митохондрии проникает пиридин и блокирует их работу. В результате чего клетки оказываются без своей энергетической «валюты» – без молекул АТФ.

Помимо пиридина в клетку попадают и молекулы, повышающие чувствительность клеток к фотодинамической терапии, не затрагивающей, таким образом, здоровые ткани. Авторы подчеркивают, что их успех стимулирует дальнейшие изыскания новых методов получения терапевтических наночастиц, их трекинга и повышения эффективности, учитывая, что PDT является неинвазивным методом лечения без побочных явлений.