Поврежденные нервы за пределами мозга и спинного мозга — те, что тянутся к коже и внутренним органам, — умеют восстанавливаться. А вот травмы центральной нервной системы считаются необратимыми. Почему так? Ученые десятилетиями бились над этой загадкой. И вот прорыв: исследователи из лаборатории Майкла Файнзильбера в Институте Вейцмана обнаружили, что ключевую роль в регенерации играют сотни молекул РНК из семейства B2-SINE. Раньше их считали «генетическим мусором», но оказалось, они не только помогают восстанавливать периферические нервы, но и могут стимулировать рост клеток центральной нервной системы.

Результаты опубликованы в издании Cell.

Когда периферический нерв повреждается, его клетка должна поддерживать связь между телом нейрона и длинным отростком — аксоном (у человека он может достигать метра и больше). Лаборатория Файнзильбера уже 20 лет изучает, как это работает. Выяснилось, что специальные белки, как курьеры, переносят инструкции по производству факторов роста от тела клетки к аксону. Но главный вопрос оставался: что именно запускает этот процесс после травмы и почему центральные нейроны так не умеют?

Аксон — это длинный отросток нервной клетки, который передает сигналы другим нейронам или мышцам. Представьте его как провод, тянущийся от мозга к пальцам ног: если его повредить, связь прервется. Периферические аксоны умеют отрастать заново, а вот в мозге и спинном мозге — почти никогда.

В новом исследовании ученые увидели, что после повреждения нейроны резко увеличивают выработку B2-SINE — коротких РНК, которые раньше считались бесполезными. Они не кодируют белки, а еще умеют «прыгать» по геному, из-за чего их даже подозревали во вреде. Но оказалось, что после травмы они активируют процессы восстановления.

Проблема в том, что B2-SINE — огромное семейство: в геноме мыши их около 150 000. Ученые выделили 453 конкретных последовательности, которые активнее всего работают после повреждения. Дальше — еще интереснее: когда эти РНК искусственно ввели нейронам сетчатки и двигательной коры мозга (она управляет мышцами через длинные аксоны), те стали восстанавливаться быстрее.

Пока ускорение роста недостаточно для лечения паралича, но это серьезный шаг, — говорит Файнзильбер. — Конечно, до клиники еще далеко: нужно убедиться, что стимуляция роста не спровоцирует, например, рак.

Как же B2-SINE вообще работают? Оказалось, они связывают «курьеров» с рибосомами — фабриками по производству белков. Это смещает сборку важных молекул ближе к телу нейрона, и клетка как бы понимает: „Я слишком мала“ — и начинает расти.

У людей есть аналоги B2-SINE — Alu-элементы (их больше миллиона). Теперь ученые проверяют, могут ли они играть ту же роль. А еще разрабатывают терапию, которая имитирует действие B2-SINE, чтобы ускорить восстановление нервов после травм или при диабете.

Но самое интригующее — потенциальное применение для центральной нервной системы. Уже идут работы по изучению этого механизма при инсульте и БАС.

Нейродегенеративные болезни поражают миллионы, — говорит Файнзильбер. — Надеюсь, однажды мы сможем использовать наше открытие для их лечения.

Реальная выгода:

• Лечение травм нервов: если терапия на основе B2-SINE сработает, восстановление после повреждений (например, после аварий или операций) ускорится в разы.
• Диабетическая нейропатия: у многих диабетиков нервы разрушаются годами — метод может замедлить или обратить процесс.
• Инсульт и БАС: если механизм удастся применить для ЦНС, это даст шанс на реабилитацию там, где ее раньше не было.
• Новые лекарства: даже если B2-SINE не станут панацеей, понимание их роли откроет пути для создания других препаратов.

Исследование проводилось на мышах, а у людей аналогичные Alu-элементы могут работать иначе. Кроме того, ускорение роста нейронов пока слишком мало для клинического эффекта. Есть риск, что искусственная стимуляция роста вызовет побочные эффекты — например, неконтролируемое деление клеток.

Ранее ученые создали простую модель работы зрительных нейронов.