"Ну, похоже, это не работает. Я не вижу никаких реальных изменений в болевом поведении ни в одной из групп », – извиняющимся тоном сказал Сига, приглашенный научный сотрудник Медицинской школы Сан-Диего Калифорнийского университета, когда он вошел в офис своего руководителя Венди Кампана, доктора философии. , профессор кафедры анестезиологии и программ нейробиологии.
Но, к удивлению Кампаны, он продолжил, почти задумавшись.
"Несмотря на то что … некоторые крысы действительно двигаются."
Разница для этих крыс заключалась в следующем: перед тем, как доставить их в место повреждения спинного мозга, Шига и Кампана обработали стволовые клетки модифицированной формой тканевого активатора плазминогена (tPA), препарата, обычно используемого для лечения негеморрагического инсульта.
Их результаты опубликованы 17 декабря 2019 года в Scientific Reports.
tPA используется для разрушения сгустков крови, позволяя крови более свободно возвращаться в мозг после инсульта. Но tPA также является естественным ферментом, который, как известно, ускоряет рост нейронов и ослабляет воспаление.
Таким образом, исследователи использовали ферментативно неактивную форму tPA, которая все еще противовоспалительная и способствует росту нейронов, но не влияет на свертывание крови, что может быть опасным побочным эффектом у человека, не перенесшего инсульт.
В лабораторной посуде исследователи добавили модифицированный tPA к нейронным клеткам-предшественникам – предшественникам нейронов.
Они создали эти пре-нейроны из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, особого вида стволовых клеток, которые могут быть получены из клеток кожи человека. Через 15 минут исследователи перенесли либо tPA-обусловленные, либо необусловленные нейральные клетки-предшественники в место повреждения в модели тяжелого повреждения спинного мозга на крысах.
Через два месяца после лечения исследователи обнаружили 2.В 5 раз больше tPA-кондиционированных нервных клеток-предшественников, чем необусловленных клеток, все еще присутствующих у крыс.
Более того, tPA-кондиционированные клетки начали специализироваться на полноценные нейроны с аксонами (ветвями), выходящими из места трансплантации и распространяющимися на расстояние до четырех позвонков. По словам Кампаны, это необычно.
«Было поразительно видеть, как через два и четыре месяца значительно улучшилась способность этих клеток-предшественников выживать в полости травмы», – сказала она. "В прошлых исследованиях было очень сложно просто сохранить эти клетки живыми."
Что еще более удивительно, оказалось, что то, что Шига наблюдал у крыс с модифицированным tPA, было трехкратным увеличением двигательной активности через четыре месяца, как было измерено с использованием хорошо зарекомендовавшей себя балльной системы, которая количественно определяет комбинацию движений суставов и конечностей крысы. , устойчивость туловища, положение лапы и хвоста, шаг и координация.
Боль – это особое внимание лаборатории Кампаны, и первоначально команда была больше всего заинтересована в этом аспекте лечения травм спинного мозга. Они измеряют боль на моделях крыс, основываясь на том, как они поднимают передние лапы в ответ на добавленный вес.
«Добавление нейронных предшественников, обработанных tPA, не уменьшило боль в этой модели», – сказал Кампана. «Но мы также не усугубили его – и не видеть усиление боли – важная информация о безопасности для клинического перевода с целью улучшения двигательных исходов. Мы также не хотим усугублять болевое бремя пациентов с травмами спинного мозга."
Одним из ограничений этой модели повреждения спинного мозга является то, что крысы не живут достаточно долго, чтобы по-настоящему вспомнить, что для человека является долгосрочным заболеванием, или достаточно долго, чтобы измерить потенциальные изменения в экспрессии генов с течением времени. Но в настоящее время это лучшая доступная модель приматов, не относящихся к человеку, для человеческой ситуации, сказал Кампана.
Хотя работа Кампаны может быть на много лет далека от тестирования на пациентах, ее подход имеет два потенциальных преимущества по сравнению с другими исследованиями: 1) использование индуцированных плюрипотентных стволовых клеток означает, что источником лечения будут собственные клетки пациента, а не трансплантация. донорские клетки от другого человека, и 2) tPA уже одобрен U.S. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) для людей.
Затем команда планирует изучить, что именно модифицированный tPA делает с нейронными клетками-предшественниками на молекулярном уровне, который стимулирует их рост и позволяет им восстанавливать повреждения спинного мозга.
Тем временем другие исследователи Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего тестируют другие подходы к лечению травм спинного мозга с помощью стволовых клеток в клинических испытаниях. Например, в июне 2018 года команда сообщила, что первое клиническое испытание фазы I с участием людей, в котором нервные стволовые клетки были трансплантированы участникам с хроническими повреждениями спинного мозга, дало ощутимое улучшение у трех из четырех субъектов без серьезных побочных эффектов.
В настоящее время около 291 000 человек живут с травмой спинного мозга в США.S. и примерно 17 730 новых случаев ежегодно, согласно статистике за 2019 год, предоставленной Национальным статистическим центром травм спинного мозга при Университете Алабамы в Бирмингеме. Невозможно обратить вспять повреждение спинного мозга. Нет одобренных FDA методов лечения травм спинного мозга на основе стволовых клеток.
В зависимости от типа и тяжести травмы травмы спинного мозга в настоящее время лечат – и предотвращают дальнейшие травмы – с помощью комбинации хирургического вмешательства, лекарств для снятия боли, реабилитации и вспомогательных устройств.