Група нейробіологів з Департаменту Досліджень Сенсорної біології та Органогенезу при Центрі Гельмгольца в Мюнхені знайшла спосіб відновлення порушених нейронних ланцюгів за допомогою синього світла. Опис їх дослідження опубліковано в журналі.
Фізична цілісність нейронних ланцюгів може бути порушена під дією несприятливих факторів зовнішнього середовища, хвороби або травми. При цьому пошкоджуються аксони - довгі відростки нейронів, що проводять електричні імпульси від тіла нейронів. У хребетних тварин здатність до регенерації аксонів дуже низька, тому більшість з них так і залишаються пошкодженими, що призводить до незворотних порушень нейральних функцій.
Відомо, що в результаті пошкодження аксона підвищується внутрішньоклітинний рівень вторинного месенджера - циклічного аденозин монофосфату (cAMP). Ця молекула активує специфічний фермент, який «запускає» синтез фактора стимуляції регенерації і перебудову цитоскелета нейрона таким чином, що формується конус росту, що дає початок здоровому аксону. Важливо, що регенерація аксонів повинна відбуватися з високою точністю в строго певний момент часу, а генетичні або фармакологічні методи підвищення рівня cAMP не завжди справляються з цим завданням.
Вчені під керівництвом доктора Ернана Лопес-Шієра розробили альтернативний спосіб збільшення концентрації cAMP і перевірили його ефективність, використовуючи в якості моделі чутливі аксони бокової лінії личинок риби Даніо-реріо. Концепція їх експериментів полягала в активації ферменту, що відповідає за синтез cAMP, за допомогою синього світла. Цим ферметом була аденіліл циклазу bPAC, ген якої дослідники запозичили у грунтової бактерії генетична конструкція, що експресує цей фермент, була спеціально доставлена в клітини Даніо-реріо.
Дослідники перерізали нерви бічної лінії за допомогою наносекундного ультрафіолетового лазера і спостерігали за реконструкцією аксонів. Ключовим критерієм ефективності процесу виступив відсоток заново сформованих синапсів - місць контакту двох нейронів або нейрона і ефекторної клітини. Дослідники виявили, що вплив синього світла призводить до того, що близько третини пошкоджених нейронів, які виробляють фотоактивовану аденіліл циклазу, утворюють синапси, в той час як за відсутності світла ця частка становить всього п'ять відсотків.
Ернан Лопес-Шієр переконаний, що ця розробка - тільки початок великого шляху: його групі належить з'ясувати, чи можливо за допомогою їх методу відновлювати не тільки окремі нейрони примітивного організму, але і цілі нейронні ланцюги більш високоорганізованих тварин.