Нервные стволовые клетки рождаются глубоко в мозге, в области под названием субвентрикулярная зона. Со временем клетки известны как нейробласты, перемещаются в другую область мозга, где они созревают в функционирующие нейроны. Способность мозга регенерировать эти клетки представляет большой интерес для ученых. «Если бы мы могли лучше понять молекулярные миграционные сигналы, управляющие нейробластами, мы могли бы попытаться перенаправить эти клетки в область мозга, пострадавших от инсульта или черепно-мозговой травмы», говорит Эрик Аренс – профессор биологических наук Университета Карнеги-Меллона. «С помощью этой информации, в один прекрасный день ученые смогли бы ремонтировать мозг». Но, сегодня нам доступна такая услуга, как мрт в М24, а значит выявить заболевание на начальной стадии вполне возможно.
МРТ-изображения нейронных стволовых клеток из ферритиновой меткой (Carnegie Mellon University) Изучение клеток в живом мозге является проблематичным. Обычные способы визуализации клеток in vivo, такие как флуоресценция и биолюминесценция основываются на свете, и позволяют получать изображения, которые непригодны для просмотра, например, нейробластов, которые лежат глубоко в черепной коробке под слоями непрозрачной ткани. До сих пор ученые изучали нейронные стволовые клетки, изучая их в тонких разрезах мозга под микроскопом. Аренс смог преодолеть эту проблему с помощью технологии МРТ.
Вместо света, МРТ использует магниты для создания изображений с высоким разрешением. Типичный МРТ сканер использует магнитное поле и радиочастотные импульсы, заставляя протоны водорода находить молекулы воды в теле и выпускать сигналы. Эти сигналы преобразуются в изображение с высоким разрешением. Подход Аренса, разработанный в 2005 году, заставляет клетки вырабатывать собственное контрастное вещество, что позволяет им быть запечатленными с помощью МРТ.
Теперь команда Аренса «улучшила процесс, сконструировав эффективную естественную искусственную форму ферритина». В данном исследовании, опубликованном в журнале NeuroImage, Аренс и студент из биологических наук Быстрая Иорданова использовали ту же методику, что и в первоначальном исследовании, но на этот раз, обозначив нейробласты искусственно созданным ферритином. ДНК-последовательности инженерного ферритина были включены в аденовирусный вектор, который затем был введен в субвентрикулярную зону мозга крыс.
Аденовирус инфицирует нервные стволовые клетки, передавая клеткам генетические инструкции для производства ферритина. Затем они провели МРТ-анализ мозга и обнаружили, что могут наблюдать за нейробластом в реальном времени. Эти результаты согласуются с гистологическими исследованиями.