Подсадка стволовых клеток обезьянам с повреждением спинного мозга восстанавливает нарушенную у них функцию захвата

6 февраля 2018



Первый случай с демонстрацией на приматах: тысячи аксонов выросли из трансплантатов и соединились с поврежденными тканями.

Нейронные стволовые клетки человека, подсаженные в поврежденные позвоночные столбы обезьян, достигли зрелости и стимулировали нейронные связи, что улучшило захват животными апельсинов, сообщили исследователи 26 февраля 2018 в Nature Medicine.

«Хотя данный тип клеточной терапии сейчас находится в зачаточном состоянии, в конечном итоге, он может стать рациональным методом лечения травм центральной нервной системы и, может быть даже нейродегенеративных заболеваний», — говорит невролог Медицинской школы Университета Эмори Джонатан Гласс. Гласс, сам не участвовавший в исследовании, отмечает, что дифференциация стволовых клеток с течением времени, их способность устанавливать связи в центральной нервной системе обезьян «впечатляет». Однако, добавляет он, необходимо еще многое сделать, чтобы доказать, что клетки смогут вырастить длинные аксоны для подключения моторных и сенсорных нейронов после травмы позвоночника у людей. До сегодняшнего дня большая часть работы по пересадке нервных стволовых клеток проводилась на крысах. Это первое исследование, демонстрирующее возможность успешной трансплантации у высокоорганизованных видов. «Наша уверенность в том, что методика сможет быть эффективной для лечения людей, окрепла», — сообщает The Scientist соавтор исследования, невролог из Школа медицины Калифорнийского университета (Сан-Диего) Марк Тушинский.

Аксоны, растущие из человеческих нервных клеток, привитых в спинной мозг обезьяны. Стрелки указывают на рост аксонов на различные расстояния в стороны от трансплантата.

В процессе исследования Тушинский и его коллеги удаляли участок спинного мозга обезьян-резусов, а через две недели заполняли место повреждения трансплантатом из человеческих нейронных клеток-предшественников. У первых четырех подопытных обезьян трансплантаты не зафиксировались в нужном положении, что заставило исследователей добавить к трансплантатам больше фибриноген-тромбина, смесь белковых ферментов — это помогло достаточно быстро вживить прививку в поврежденное место. Команде также пришлось наклонять столы лабораторные в процессе эксперимента для слива мозговой спинномозговой жидкости, которая иначе вымыла бы трансплантат. С помощью данных усовершенствований у оставшихся пяти обезьян удалось достигнуть закрепления трансплантированной ткани на месте, и вскоре исследователи обнаружили, что трансплантированные клетки развиваются в нейроны и глию. В местах повреждения человеческие нейроны развили до 150 000 нитевидных аксонов, которые простирались на расстояния до 50 миллиметров от трансплантата, и уже через два месяца после того, как новые клетки были на месте, исследователи могли видеть, что они соединялись с нервными клетками обезьян. В большинстве случаев обезьяны с прикрепленными к поврежденному участку трансплантатами лучше манипулировали пальцами, чтобы совершить обхват ими апельсина в сравнении с обезьянами, чьи трансплантаты не удерживались, и чьи пальцы в процессе захватывания апельсина оставались сложенными, а суставы неподвижными.

«Переход от грызунов к приматам является огромным скачком, особенно учитывая, что речь идет об исследование травм спинного мозга», — говорит Стив Голдман, невролог из Университета Рочестера, который не участвовал в исследовании. «С данной точки зрения, это действительно героическое исследование». Он говорит, что результаты эксперимента доказывают преимущество обезьян с прижившимися трансплантатами при перемещении конечностей, функции которых были нарушены травмой, но он отмечает, что команда не имела согласованных средств контроля. Он также добавляет, что травмы спинного мозга чрезвычайно трудно моделировать. «У людей каждая травма спинного мозга уникальна», — говорит он, отмечая, что хирургическое повреждение спинного мозга у обезьян может не полностью отражать сложность травм у людей.

Тем не менее, говорит Голдман, результаты исследования подтверждают, что трансплантаты нервных стволовых клеток могут стать нейронами, которые могут выступать в качестве моста, соединяющего ткань, поврежденную при травмах спинного мозга. И если у грызунов это так и не было продемонстрировано, то в этом исследовании мы это видим. Тушинский говорит, что его команда сейчас работает над следующей частью своего исследования, заключающейся в дополнительной проверке результатов, а также в определении лучшего типа стволовых клеток для использования их у людей. «Не все стволовые клетки обладают одинаковым потенциалом для восстановления спинного мозга, — говорит он, пожалуй, наиболее эффективными могут стать эмбриональные стволовые клетки».