
Группа нейробиологов из Департамента Исследований Сенсорной
биологии и Органогенеза при Центре Гельмгольца в Мюнхене нашла способ
восстановления нарушенных нейронных цепей посредством синего света. Описание их
исследования опубликовано
в журнале Current Biology. 
Физическая целостность нейронных цепей может быть нарушена
под действием неблагоприятных факторов внешней среды, болезни или травмы. При
этом повреждаются аксоны — длинные отростки нейронов, проводящие электрические
импульсы от тела нейронов. У позвоночных животных способность к регенерации
аксонов очень низка, поэтому большинство из них так и остаются поврежденными,
что приводит к необратимым нарушениям нейральных функций.Известно, что в
результате повреждения аксона повышается внутриклеточный уровень вторичного
мессенджера — циклического аденозин монофосфата (cAMP). Эта молекула
активирует специфический фермент, «запускающий» синтез фактора стимуляции
регенерации и перестройку цитоскелета нейрона таким образом, что формируется
конус роста, дающий начало здоровому аксону. Важно, что регенерация аксонов
должна происходить с высокой точностью в строго определенный момент времени, а
широко используемые генетические или фармакологические методы повышения уровня cAMP не
всегда справляются с этой задачей.
Ученые под руководством доктора Эрнана Лопес-Шиера
разработали альтернативный способ увеличения концентрации cAMP и проверили его эффективность in vivo, используя
в качестве модели чувствительные аксоны боковой линии личинок рыбы Данио-рерио.
Концепция их экспериментов заключалась в активации фермента, отвечающего за синтез cAMP, с помощью синего света. Этим ферметом была аденилил циклаза bPAC, ген которой исследователи позаимствовали у почвенной бактерии Beggiatoa — генетическая конструкция, экспрессирующая
этот фермент, была специально доставлена в клетки Данио-рерио. 
Исследователи
перерезали нервы боковой линии с помощью наносекундного ультрафиолетового
лазера и наблюдали за реконструкцией аксонов. Ключевым критерием эффективности процесса выступил процент заново сформированных синапсов — мест контакта
двух нейронов или нейрона и эффекторной клетки. Исследователи обнаружили, что
воздействие синего света приводит к тому, что около трети поврежденных нейронов,
вырабатывающих фотоактивируемую аденилил циклазу, образуют синапсы de novo, в то время как в отсутствие
света эта доля составляет всего пять процентов.
Эрнан Лопес-Шиер убежден, что эта разработка — только начало
большого пути: его группе предстоит выяснить, возможно ли с помощью их метода
восстанавливать не только отдельные нейроны примитивного организма, но и целые нейронные цепи более высокоорганизованных животных.Екатерина Корзенева
