После более чем шести лет интенсивных усилий и неоднократных неудач, из-за которых поиски временами казались бесполезными, исследователи из Гарвардского института стволовых клеток (HSCI) в Бостонской детской больнице (BCH) и Гарвардского отделения стволовых клеток и регенеративной биологии (HSCRB) успешно добились успеха. преобразовал клетки кожи мыши и человека в нейроны, чувствительные к боли, которые реагируют на ряд стимулов, вызывающих острую и воспалительную боль.
Этот "болезнь в блюде" Модель восприятия боли может продвинуть понимание различных типов боли, определить, почему люди различаются по своим болевым реакциям или риску развития хронической боли, и сделать возможной разработку улучшенных лекарств для лечения боли. Отчет о работе был предоставлен сегодня в предварительном онлайн-выпуске журналом Nature Neuroscience.
Клиффорд Вульф, M.D./ Ph.D, содиректор программы HSCI по заболеваниям нервной системы, возглавляет исследовательские работы. Постдокторанты Брайан Вэйнджер и Лиз Баттермор являются первыми авторами статьи о нейробиологии Nature. Соавторами Вульфа над проектом были Ли Рубин и Кевин Эгган, оба профессора HSCRB.
Сообщается, что нейронные болевые рецепторы, созданные Вульфом и его командой, реагируют как на интенсивные раздражители, вызванные физическими травмами, так и на раздражители, вызывающие "ой" боль и более тонкие раздражители, вызванные воспалением, которое приводит к болезненности боли, и даже некоторыми формами химиотерапии рака. По словам Вулфа, тот факт, что нейроны реагируют как на грубые, так и на тонкие формы стимуляции, вызывающие у людей отчетливую боль, подтверждает, что нейроны функционируют так же, как естественно развитые нейроны.
Когда проект начался, команда Вульфа пыталась создать нейроны, чувствительные к боли, из эмбриональных стволовых клеток, но задача оказалась намного сложнее, чем предполагалось вначале. "Мы потратили три года, пытаясь повторить этапы развития, и это оказалось полным провалом," – сказал Вульф, который в дополнение к своим обязанностям в ИСКЧ является профессором неврологии и нейробиологии Гарвардской медицинской школы и директором отделения F.M. Центр нейробиологии Кирби при BCH. Но усилия по развитию нейронов, чувствительных к боли, предпринимались как раз в нужный момент в эволюции биологии стволовых клеток, совпадая с развитием технологии iPS, способности трансформировать клетки взрослого человека в стволовые клетки, а затем и в другие формы взрослых клеток.
Этот проект был плодом продолжающегося сотрудничества между исследователями HSCI и фармацевтическим гигантом GSK, и, по словам Вулфа,, "первые три года нам нечего было показать, несмотря на все наши усилия, но они, как и мы, были в этом надолго."
Брок Рив, исполнительный директор HSCI, сказал, что проект нейронов боли "иллюстрирует тип долгосрочного сотрудничества между академическими кругами и промышленностью, который имеет решающее значение для развития фундаментальной науки и предоставления новых способов открытия лекарств."
Описывая первые дни проекта как "ударяясь головой о кирпичную стену," Вульф сказал, что "у нас была упорная настойчивость," и как только команда начала попытки создать нейроны непосредственно из клеток кожи мыши и человека, все стало становиться на свои места.
"Мы взяли зрелые нейроны боли у мышей и обнаружили факторы транскрипции, которые ранее у них не описывались," ученый сказал. Затем, используя в общей сложности пять факторов, включая три ранее не описанных, команда смогла преобразовать клетки кожи непосредственно в нейроны, чувствительные к боли.
На вопрос, что заставляло его преодолевать повторяющиеся неудачи в создании болевых нейронов с использованием другого подхода, первоначально начиная с эмбриональных стволовых клеток человека, руководитель проекта Клиффорд Вульф, М.D./ Ph.D., сказал "Это действительно сложно, потому что есть много проектов, которые я выключаю, когда ничего не вижу. "Здесь, несмотря на то, что мы постоянно терпели неудачи, я всегда чувствовал, что есть еще кое-что, что мы могли бы сделать, чтобы продвинуть работу. Стоило ли это долгого пути, время покажет. Я настроен оптимистично," Вульф сказал. "Я думаю, что способность создавать человеческие нейроны боли для поля боли будет очень важной. Кроме того, наша неудача с эмбриональными стволовыми клетками заставила нас работать с образцами тканей взрослых, что сделало эту технологию гораздо более клинически актуальной, поскольку их легко получить у пациентов, страдающих от различных видов боли", добавил он.
Вульф отметил, что нейроны, чувствительные к боли, разработала его команда "красиво модель" невропатии и гиперчувствительность к боли, испытываемая некоторыми пациентами, которые пожертвовали клетки кожи для проекта. "Многие болезненные состояния возникают из-за генетических мутаций, и теперь мы можем их смоделировать" Вульф сказал.