Випадковий відбір не працює: хто контролює загибель нервових клітин

Схоже, що, розвиваючись, наша нервова система сама регулює роботу нейронів: виживають тільки найбільш життєздатні, а незрілі відсіваються і вмирають.

До такого висновку дійшли вчені з Каролінського інституту у Швеції. Результати їх дослідження, опубліковані в журналі Nature Communications, спростовують давню нейротрофічну теорію, згідно з якою те, які клітини формуватимуть нервову систему, визначає випадковий вибір.

На ранніх стадіях розвитку нервової системи нейрони утворюються в надлишку. У певний момент велика частина цих клітин вмирає, що є необхідним кроком для правильного формування нервової системи. Процес займає близько 24 годин, і в певних частинах нервової системи гине приблизно половина всіх нейронів.

Раніше експерти вважали, що це результат випадкового відбору, при якому всі клітини мали рівні шанси на виживання. Проте дослідження команди з Каролінського інституту показує, що загибель клітин, мабуть, контролюється механізмом, який відсіває менш пристосовані клітини.

«Клітини, які виживають, є більш зрілими і здатними до утворення синапсів з іншими нервовими клітинами», – каже Саїда Хаджаб, координатор дослідження.

У попередній роботі Саїда Хаджаб і її колега Франсуа Лаллеменд помітили, що ранні нейрони різні. На їх поверхні знаходяться природні сполуки, здатні стимулювати ріст і забезпечувати виживання. Хаджаб і Лаллеменд виявили, що у деяких нейронів таких природних сполук більше, ніж у інших. Вчені припустили, що загибель клітин якимось чином контролюється, і виживають ті клітини, які найбільш здатні до росту і утворення зв'язків з іншими нейронами.

Дослідження проводилося в периферичній сенсорній нервовій системі. Тепер фахівцям належить з'ясувати, чи відбувається загибель клітин в інших частинах нервової системи за таким же принципом.

«Це відкриття може допомогти нам краще зрозуміти роботу мозку і принципи розвитку нервової системи. Попередні дослідження в основному вивчали середовище, що оточує клітину, і популяцію нейронів як гомогенний тип клітин. Ніхто не досліджував самі нейрони, їх стан, а також те, наскільки вони відрізняються один від одного», – каже Франсуа Лаллеменд.

Дане відкриття потенційно має велике значення для лікування різних неврологічних захворювань. Наприклад, у разі хвороби Паркінсона лікарі намагаються пересадити здорові стовбурові клітини пацієнтам, однак більшість клітин незабаром вмирають. Цілком можливо, що лікування могло б стати більш успішним, якби перед трансплантацією відсівалися менш пристосовані клітини, і пацієнту вводилися тільки життєздатні нейрони.