Об этом исследовании было сообщено сегодня в журнале Neuron.«По своей сути каждое ощущение, мысль и движение зависят от того, как миллиарды нейронов мозга взаимодействуют через сложную систему цепей», — сказал Томас М. Джессел, доктор философии, соавтор статьи и директор Института Цукермана. «В этом исследовании мы разработали штамм бешенства, который значительно улучшает нашу способность отображать эти цепи, что может дать представление о том, как эти цепи влияют на поведение — в состоянии здоровья и болезни», — добавил доктор Джессел, которая также является Клэр.
Профессор нейробиологии, биохимии и молекулярной биофизики Колумбийского университета.Поскольку бешенство поражает только нейроны, ученые долгое время работали над созданием модифицированной, более безопасной версии вируса, которая может перемещаться от клетки к клетке в головном мозге, освещая путь по мере продвижения, обеспечивая своего рода визуальную карту связей. Исследователи изо всех сил пытались добиться успеха, пока восемь лет назад команда из Института Солка не создала инновационную новую систему.
Используя штамм бешенства, обычно предназначенный для прививок, исследователи Солка под руководством Эдварда Каллэуэя нашли способ контролировать распространение вируса, вручную настраивая его способность переходить от клетки к клетке. Этот прогресс, хотя и революционный, имел недостатки.
В качестве прививочного штамма этот более старый вирус бешенства эволюционировал, чтобы убивать нейроны, сохраняя при этом организм. Это привело к гибели нейронов всего через несколько дней после заражения — слишком мало времени, чтобы построить адекватную карту мозгового контура.«Это было похоже на попытку нарисовать подробную карту Нью-Йорка, но у вас была всего одна минута, чтобы сделать это — так что у вас осталась ужасно неполная картина», — сказал Томас Рирдон, соавтор статьи и докторант. в Медицинском центре Колумбийского университета (CUMC). «Поэтому для этого исследования мы обратились к другой версии вируса, которая позволила бы нейронам жить намного дольше».
Работая с известным вирусологом Матиасом Шнеллом, доктором философии, и его командой из Университета Томаса Джефферсона, ученые взяли этот штамм бешенства и по существу кастрировали вирус, чтобы он продолжал распространяться, но не убивал организм. Используя этот новый штамм, нейроны в мозгу мыши прожили больше месяца, что дает больше времени, чем когда-либо прежде, для отображения цепи.
После этого команда смогла направить вирусную инфекцию так же, как это сделали ученые Солка, но без риска преждевременной гибели клеток.«Хотя этот штамм специфичен для мозга мышей, применение этого достижения далеко идущее», — сказала Аттила Лозонци, доктор медицинских наук, доцент кафедры неврологии в CUMC, главный исследователь Института Цукермана и соучредитель. автор исследования. «Например, ученые могут создать молекулярную полезную нагрузку, прикрепить ее к модифицированному вирусу бешенства и контролировать определенные нейроны или группы нейронов»«В идеале мы представляем себе штамм вируса бешенства, который был бы настолько безопасным и податливым, что мы могли бы задействовать его для борьбы с заболеваниями головного мозга», — сказал Эндрю Мюррей, доктор философии, научный сотрудник CUMC и соавтор исследования. бумага. «Мы надеемся, что ученые смогут улучшить наш штамм и превратить вирус бешенства в переносчика болезней».«Наше исследование также затрагивает более широкую тему науки: самые революционные научные инструменты берут начало не в лаборатории, а в самой природе», — добавил Рирдон. «Эволюция уже изобрела вирус бешенства — все, что нам нужно было сделать, — это кооптировать его».Эта статья озаглавлена: «Штамм CVS-N2c?
G вируса бешенства усиливает ретроградный синаптический перенос и жизнеспособность нейронов». Дополнительные участники включают Гергели Тури, доктор философии, Кристоф Вирблих и Кэтрин Кроче.
Это исследование было поддержано Фондом Макнайта, Фондом исследований мозга и поведения (NARSAD), Национальным институтом здоровья (NS0332245), проектом ALS и Медицинским институтом Говарда Хьюза.