Клетки головного мозга порождают похожие на зомби транспортные везикулы

Фото из открытых источников

Когда ключевые «хозяйственные» клетки мозга выращиваются в лабораторных условиях, они образуют необычные микроскопические везикулы, способные двигаться самостоятельно и переносить органеллы, вырабатывающие энергию, — об этом пишет исследовательская группа в статье, опубликованной в журнале Cell Reports. 

Биологи назвали свое открытие зомбосомами, потому что эти образования могут некоторое время двигаться подобно клеткам, несмотря на отсутствие ядра, которое служит центром управления клеткой. Группа также показала, что эти мембранные мессенджеры переносят белки, связанные с болезнью Паркинсона, предполагая, что они могут способствовать развитию этого и других заболеваний головного мозга.

Зомбосомы, по-видимому, расширяют растущий список крупных внеклеточных везикул (ВКВ), идентифицированных биологами, хотя их функции и то, отличаются ли некоторые из них друг от друга, остаются неясными. «Это бурно развивающаяся область, но все еще очень молодая», — говорит Крислин Д'Суза-Шорей, биолог из Университета Нотр-Дам, добавляя, что она «посмеялась» над названием «зомбосомы».

Анна Эрландссон, нейробиолог из Уппсальского университета, вспоминает, что 10 лет назад аспирантка в ее лаборатории заметила странные объекты, порхающие в чашке Петри с культурой астроцитов — звездообразных клеток головного мозга, которые помогают нейронам и другим типам клеток функционировать. «У нас даже не было для них названия, потому что мы никогда раньше ничего подобного не видели… несколько лет это были просто странные образования», — вспоминает Эрландссон.

Эти загадочные сущности оставались в подсознании Эрландссона до тех пор, пока к лаборатории не присоединился Абдулхалек Дахель, аспирант в области нейробиологии, и не взялся за проект по выяснению их природы. Дахель начал с изучения покадровой видеосъемки объектов, отпочковывающихся от астроцитов, выращенных из стволовых клеток.

Никогда прежде не видевший ничего подобного, Дахель сначала опасался, что ему мерещится, будто ему мерещится движение там, где его нет. Программное обеспечение для отслеживания движений помогло подтвердить, что зомбисомы очень подвижны и свободно перемещаются по своей среде. Подобно клеткам, они имеют мембраны, которые прилегают к поверхности чашки Петри, и содержат структурный белок виментин, который помогает им совершать сложные повороты и вращения. Команда также обнаружила, что они содержат неповрежденные митохондрии — палочкообразные органеллы, которые вырабатывают химическую энергию для клеток.

Некоторые зомбосомы были заполнены скоплениями белка альфа-синуклеина, который может естественным образом накапливаться в астроцитах. Исследователи наблюдали, как зомбосомы распространяют массы альфа-синуклеина на другие астроциты, нейроны и церебральные органоиды — выращенные в лаборатории модели мозговой ткани. В нейронах альфа-синуклеин может накапливаться, образуя так называемые тельца Леви, характерный признак болезни Паркинсона. Исследователям еще предстоит изучить зомбосомы в мозге живых подопытных животных, но, обнаружив их в образцах тканей человеческого мозга, Эрландссон и Дахель предполагают, что они играют роль в распространении токсичных белковых агрегатов по мозгу.

Дилан Бернетт, клеточный биолог из факультета фундаментальных наук Медицинской школы Университета Вандербильта, подозревает, что зомбосомы могут быть не такими уж особенными. В прошлом году исследовательская группа под его руководством поделилась своим открытием так называемых блеббисом — внеклеточных везикул, которые также подвижны, имеют функциональные органеллы и не имеют ядер, хотя те, которые он наблюдал, не происходили из нейронных клеток. «Я думаю, что зомбосомы — это просто блеббисомы, которые образуются из астроцитов», — говорит Бернетт.

Эрландссон и Дахель утверждают, что астроцитарное происхождение зомбосом, наличие цитоскелетных белков и активная миграция отличают их от блеббисом. «Думаю, их можно назвать родственниками», — предлагает Эрландссон в качестве компромисса, отмечая, что для понимания различий между этими двумя типами внеклеточных везикул необходимо изучать параллельно. В то время как Бернетт считает, что различия, наблюдаемые в зомбосомах, вероятно, обусловлены клеткой, из которой они происходят, и недостаточны для классификации их как нового образования, Эрландссон подчеркивает уникальную способность зомбосом переносить патологические белковые агрегаты между клетками. Д'Суза-Шорей соглашается: «Думаю, это уникально».

В конечном счете, Бернетт и Эрландссон не заинтересованы в спорах о названиях для больших электромобилей. Скорее, они надеются, что больше людей будут так же очарованы этими странными сооружениями и найдут множество других их разновидностей. «Это немного похоже на сбор гриба, — размышляет Эрландссон. — Когда находишь один, то видишь и все остальные».