Исследователи Юго-Западного медицинского центра UT успешно ускорили регенерацию зрелых нервных клеток в спинном мозге взрослых млекопитающих – достижение, которое однажды может привести к улучшению лечения пациентов с травмами спинного мозга.
"Это исследование закладывает основу для регенеративной медицины травм спинного мозга. Мы обнаружили критические молекулярные и клеточные контрольные точки в пути, участвующем в процессе регенерации, которыми можно манипулировать для ускорения регенерации нервных клеток после травмы позвоночника," сказал старший автор д-р. Чун-Ли Чжан, доцент кафедры молекулярной биологии Юго-Западного штата Юта.
Доктор. Чжан предупредил, что это исследование на мышах, опубликованное сегодня Cell Reports, все еще находится на ранней экспериментальной стадии и не готово для клинического перевода.
"Травмы спинного мозга могут привести к летальному исходу или серьезной инвалидности. Многие выжившие испытывают паралич, снижение качества жизни и огромное финансовое и эмоциональное бремя," сказал ведущий автор доктор. Лей-Лей Ван, научный сотрудник докторской. Лаборатория Чжана, чья серия экранов in vivo (на живом животном) привела к выводам.
Травмы спинного мозга могут привести к необратимому повреждению нейронной сети, что в сочетании с рубцеванием может в конечном итоге привести к нарушению моторных и сенсорных функций. Эти результаты возникают из-за того, что спинной мозг взрослого человека имеет очень ограниченную способность регенерировать поврежденные нейроны, чтобы помочь в заживлении, – сказал доктор. Чжан, З.W. Карут, младший. Ученый в области биомедицинских исследований и член Центра регенеративной науки и медицины Хамона.
Доктор. Лаборатория Чжана специализируется на глиальных клетках, наиболее распространенном ненейронном типе клеток в центральной нервной системе. Глиальные клетки поддерживают нервные клетки спинного мозга и образуют рубцовую ткань в ответ на травму. В 2013 и 2014 годах лаборатория Чжана создала новые нервные клетки в головном мозге и спинном мозге мышей путем введения факторов транскрипции, которые способствовали переходу взрослых глиальных клеток в более примитивные, похожие на стволовые клетки состояния, а затем уговаривали их созреть во взрослую особь. нервные клетки.
Однако количество новых спинномозговых нервных клеток, образовавшихся в результате этого процесса, было низким, что побудило исследователей сосредоточиться на способах усиления продукции взрослых нейронов.
В ходе двухэтапного процесса исследователи сначала заставили замолчать части пути белка p53-p21, который действует как препятствие на пути перепрограммирования глиальных клеток в более примитивные, стволовые типы клеток, потенциально способных стать нервными клетками. Хотя блокада была успешно снята, многие клетки не смогли продвинуться дальше стадии, подобной стволовым клеткам. На втором этапе мышей проверяли на факторы, которые могут увеличить количество стволовых клеток, созревших во взрослые нейроны. Они определили два фактора роста – BDNF и Noggin – которые достигли этой цели. Чжан сказал. Используя этот подход, исследователи увеличили количество недавно созревших нейронов в десять раз.
"Подавление пути p53-p21 привело к появлению клеток-предшественников (стволовых), но только некоторые из них созрели. Когда были добавлены два фактора роста, предки созрели на десятки тысяч человек," Доктор. Чжан сказал.
Дальнейшие эксперименты по поиску биомаркеров, обычно обнаруживаемых в коммуникации нервных клеток, показали, что новые нейроны могут образовывать сети, добавил он.
"Поскольку считается, что активация p53 защищает клетки от неконтролируемой пролиферации, как при раке, мы наблюдали за мышами, у которых была временная инактивация пути p53 в течение 15 месяцев, не наблюдая повышенного риска рака спинного мозга," он сказал.
"Наша способность успешно производить большую популяцию долгоживущих и разнообразных подтипов новых нейронов в спинном мозге взрослого человека обеспечивает клеточную основу для основанной на регенерации терапии травм спинного мозга. Если будут подтверждены будущие исследования, эта стратегия проложит путь к использованию собственных глиальных клеток пациента, что позволит избежать трансплантации и необходимости иммуносупрессивной терапии," Доктор. Чжан сказал.