Лечение травмы спинного мозга стволовыми клетками

Стволовые клетки вылечат травмы позвоночника

Красноярские ученые могут восстановить способность двигаться, потерянную из-за травмы спинного мозга.

Это может стать настоящим прорывом в медицине. Ведь сегодня нигде в мире врачи не в состоянии помочь многим жертвам ДТП, падений с высоты, огнестрельных ранений и т.д. При повреждении спинного мозга люди становятся инвалидами 1-й группы, всю оставшуюся жизнь вынуждены двигаться на коляске.

В чем суть разработанного сибирскими учеными уникального метода? Он основан на удивительном свойстве стволовых клеток превращаться в клетки любых органов. Причем каждое такое превращение происходит сугубо индивидуально, по своей «схеме». Для этого в организме есть своя команда, которая запускает целую цепочку метаморфоз. Однако пока наука знает далеко не весь набор таких сигналов. Но вот с клетками нервной системы, похоже, разобрались. Сегодня ученые умеют с помощью различных химических сигналов превращать стволовые клетки в элементы нервной системы и, прежде всего, в нейроны, которые проводят нервные сигналы к мышцам, железам, коже, слизистым оболочкам.

— Мы экспериментировали на животных, у которых был полный разрыв спинного мозга, — сказал корреспонденту «РГ» заслуженный изобретатель РФ, доктор медицинских наук, профессор Красноярского государственного медицинского университета Игорь Большаков. — Они были полностью парализованы, а после пересадки нашей матрицы со стволовыми клетками, животные стали двигаться. У них полностью восстановились функции органов тазового органа — мочевого пузыря, прямой кишки и т. д.

В принципе в ведущих лабораториях мира тоже умеют, что называется, «в колбе» превращать стволовые клетки в нервные клетки спинного мозга. Но, как часто бывает в науке, хотя сам метод известен, в реальных экспериментах он плохо работает. По словам Большакова, причина неудач зарубежных и российских коллег в том, что, выращивая клетки на специальной матрице, их затем снимают и переносят в поврежденное место спинного мозга. Выясняется, что именно такой перенос губителен для «нежных» клеток. Многие теряют функцию, а многие просто гибнут.

А мы научились переносить клетки напрямую, не снимая их с «родной» матрицы, а вместе с ней, — говорит Большаков. — То есть, где выросли, в ней и переносим. И потерь практически нет. Это и позволило практически полностью восстанавливать функции поврежденного спинного мозга, возвращать способность двигаться.

Такие результаты выводят сибирских ученых в лидеры данного научного направления. Пока эксперименты проведены только на животных. Чтобы перейти к операциям на человеке, ученым требуются более совершенные приборы, расходные материалы, а значит и финансирование.

По словам Игоря Большакова, уже понятно, как эту прорывную технологию применить для человека, каких-либо принципиальных научных препятствий он не видит. Но могут возникнуть сложности, связанные с некоторыми правовыми вопросами применения стволовых клеток.

Казалось бы, совсем недавно о трансплантации органов мы говорили, как о чем-то сверхъестественном, непонятном и недоступном. Но сейчас такие операции проводятся и в мире, и в России. Наука и медицина не стоят на месте. Вот и то, о чем нам рассказал профессор, доктор медицинских наук Игорь Большаков пока воспринимается, как нечто фантастическое. Но возможно, что уже через два – три года кто-то с помощью этой «нереальной» технологии получит шанс вернуться к полноценной жизни…

Если объяснять «на пальцах»

Совместная работа доктора медицинских наук, профессора Игоря Большакова и его коллеги, Дмитрия Черданцева уже известна и начала применяться на практике. Сложнейшую разработку, над которой ученые трудились около десяти лет с применением коллаген-хитозанового модуля и стволовых клеток в народе попросту окрестили «искусственной кожей». Теперь разработки пошли дальше. Доктор Большаков с группой молодых ученых Красноярского центра репродуктивной медицины и студентов-пятикурсников Красноярского медицинского университета, взяв за основу тот же коллаген-хитозановый комплекс, но с «начинкой» для центральной нервной системы и стволовые клетки, учатся «выращивать» ткани спинного мозга.

— Берется матрица, в нее вводятся стволовые клетки, которые начинают активную жизнедеятельность в материнском спинном мозге, размножаются, приобретают статус нервных проводников электрических сигналов от головного мозга к органам и тканям нижней половины тела, первоначально лишенной всех обычных для них функций. Экспериментатор вставляет кусочек такой матрицы со стволовыми клеточками в место разрыва спинного мозга и наблюдает постепенное восстановление двигательной функции, начиная с третьей недели после операции, — пытается «на пальцах» объяснить нам, непосвященным, профессор Большаков.

Результат на лицо… крысиное

То, о чем говорит ученый, мы можем видеть. Пока, правда, только на белых крысах. Одна из них выгодно отличается от другой. Она бегает, пытается лазить по стенкам клетки и лишь немного «подволакивает» заднюю лапу. С момента операции прошло 14 недель. Вторая задними лапами едва шевелит, хотя прооперирована на две недели раньше. Профессор поясняет, почему так:

— Той крысе, у которой плохо восстановлены задние конечности, мы пересадили одну матрицу, без клеток, но даже в этом случае налицо появление чувствительности задних конечностей, положительная динамика, снижение неврологического дефицита. Но результаты у того животного, которому пересадили матрицу с клетками, поразительны. Нечто подобное уже проводили и за рубежом и в нашей стране, но в России используется принципиально другая технология с применением оригинальных матриц-подложек, и наши результаты можно считать лучшими. Это притом, что мы использовали у крыс «неродные», мышиные клетки! — с радостью говорит профессор, но в тоже время подчеркивает, что метод нужно дорабатывать. Он руководствуется главной клятвой врача «Не навреди!».

От разработки к применению

Прежде чем способ начнут применять на людях, предстоит не только отработать его во всех мелочах, выяснить, не дает ли он побочных эффектов, но и получить многочисленные разрешения. Работа со стволовыми клетками жестко контролируется государством. Но уже сейчас Игорь Николаевич получает отклики со всей России. «Колясочники», которые много лет не имели даже малейшего шанса встать на ноги, пишут ему, что готовы хоть сейчас «лечь» даже под крысиные трансплантанты.

В России «колясочников» около 40 тысяч человек и, по словам Игоря Николаевича, у 15 тысяч из них есть прямые показания для пересадки «искусственного спинного мозга».

— Но надо понимать, что первым человеком, который пойдет под скальпель хирурга будет пациент, у которого не было никакой положительной динамики уже много лет, и нет ни одного шанса на выздоровление без подобной операции. Разумеется, он должен дать добровольное согласие на ее проведение, — поясняет Игорь Большаков, — Мы получили финансирование на продолжение наших исследований от негосударственного инвестора. Думаю, где-то в первой половине 2013-го мы впервые сможем предложить эту услугу человеку,- говорит Игорь Большаков.

Пока совершенно неясно смогут ли инновацией воспользоваться большое количество людей или их круг будет ограничиваться финансовыми возможностями пациентов. Если разработка станет достоянием лишь коммерческой медицины, рассчитывать можно только на второй вариант. Если же этой социально-значимой технологией заинтересуется государство, оно может выделить квоты на бесплатное лечение.

Сергей, 40 лет, «колясочник» много лет:

— Мой лечащий врач говорит, что все эти разработки давно известны и еще не факт, что что-то дельное из этого выйдет. Я даже не знаю, стоит ли пока рассчитывать на это.

Константин, 36 лет, в 22 года получил травму, «прикован» к коляске:

— При существующем уровне медицины у меня шансов когда-то начать ходить нет. Я слежу за всеми новостями в этой области. Разработки-то какие-то появлялись давненько, но все еще такое сырое. Если этот метод докажет свою состоятельность, то я бы с удовольствием лег под скальпель хирурга. Это ж моя мечта!

Стволовые клетки человека вернули обезьянкам возможность хватать объекты

Терапия стволовыми клетками очень привлекательна в своей интуитивной простоте: вы очищаете поврежденные клетки, запускаете вместо них банду здоровых, сидите сложа руки и ждете, пока организм не самоисцелится. В случае с травмами спинного мозга потенциал стволовых клеток восстанавливать возможность передвижения обещает фантастические перспективы. Однако тело человека не машина и не является простой системой, позволяющей заменять детали на ходу. После трансплантации стволовые клетки часто отвергаются, умирают во враждебной среде организма носителя еще до того, как получат шанс на восстановление.

Читать еще:  Немеет нога причины

Эти милые зверушки часто помогают исследователям установить истину.

За последние тридцать лет нейробиологи перепробовали массу способов, пробовали коктейль за коктейлем из специальных молекул, которые могут ускорить выживание стволовых клеток. И хотя на моделях с грызунами был большой успех, масштабировать эту терапию, чтобы она работала с приматами — а это важно для испытаний на людях — не получилось.

Или не получалось. В прошлом месяце в журнале Nature Medicine было опубликовано «важное» исследование, в котором подробно излагался рецепт пересадки стволовых клеток человека, которые выжили и интегрировались в поврежденных позвоночниках обезьян.

Спустя девять месяцев после операции клетки распустили сотни тысяч ответвлений, которые сформировали синапсы с выжившими нейронами спинного мозга обезьян. Более того, спинно-мозговые нейроны носителей признали человеческие клетки как свои собственные, сформировали новые соединения, которые восстановили способность животного хватать объекты.

«Рост, который мы наблюдали у этих клеток, впечатляет, и десять лет назад я бы думал, что это невозможно», говорит ведущий автор работы доктор Марк Тушинский из Института трансплантационной нейронауки Калифорнийского университета в Сан-Диего. «Мы определенно прибавили уверенности в том, что это лечение сработает и для людей».

Ранние работы

Травма спинного мозга подрезает длинные, тонкие нейронные ветви — аксоны — которые мозг использует для общения с остальной частью тела. Чтобы восстановить моторную функцию, ученым нужно убедить тело восстановить или отрастить эти соединения.

Подписывайтесь на наш канал в Яндекс Дзен. Там можно найти много всего интересного, чего нет даже на нашем сайте.

Но вот в чем проблема. После повреждения спинной мозг быстро реорганизует внеклеточный матрикс — сложную сеть структурных молекул — вокруг места повреждения. Подобно «кирпичам» на дороге, эти белки эффективным образом блокируют трансплантированные стволовые клетки от вытягивания их длинных аксоновых ветвей. Более того, место повреждения также лишено поддерживающих факторов роста и других полезных молекул, которые выступают как питательный кокон для стволовых клеток.

Чтобы обойти эту двойную защиту, ученые сформировали десятки провоцирующих рост коктейлей, которые могли бы дать толчок трансплантированным клеткам. И эта стратегия, судя по всему, сработала.

Еще в 2014 году Тушинский трансформировал клетки кожи здорового донора-человека, преобразовал их в клетки iPSC (индуцированные плюрипотентные стволовые клетки) и внедрил эти искусственные стволовые клетки в матрикс, содержащий факторы роста.

После помещения графта двум крысам с двухнедельными спинномозговыми травмами, клетки человека вызрели в новые нейроны и протянули аксоны в спинном мозге крыс. Но что странно, ученые не увидели никаких улучшений функции, отчасти из-за рубцевания на месте трансплантации.

Вот как это выглядит,

«Мы пытаемся сделать все возможное, чтобы определить лучший способ переноса методов лечения с участием нейронных стволовых клеток у пациентов с травмой спинного мозга», говорил Тушинский в то время.

Надежда ученых

Верный своему слову, Тушинский испытал свой протокол переноса на обезьянках, которые лучше подходят в качестве модели для спинного мозга человека.

Команда врезалась в секцию спинного мозга обезьянки и через две недели — достаточное время, чтобы пациенты стабилизировались — ввела стволовые клетки человека в поврежденные места вместе с факторами роста.

Не сработало. У первых четырех обезьянок введения даже не зафиксировались на месте.

«Если бы мы попытались провести трансплантацию на человеке без предварительного испытания на животных, был бы значительный риск провала клинического испытания», говорит Тушинский.

Ученые быстро поняли, что им нужно увеличить количество важного ингредиента белка в своем рецепте, чтобы лучше «приклеить» трансплантат на месте. Команда также обнаружила проблемы с иммуносупрессией, хронометражем и хирургической процедурой. Например, им пришлось наклонить хирургический стол во время операции, чтобы спинно-мозговая жидкость не смыла трансплантат. Кроме того, обезьянам потребовалась высокая доза иммунодепрессантов, чтобы организм не атаковал клетки человека.

Чтобы не пропустить ничего интересного из мира высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram. Там вы узнаете много нового.

С помощью кое-каких примочек графты, каждый из которых содержал порядка 20 миллионов стволовых клеток человека, удерживались на месте у оставшихся пяти обезьян.

Результаты были невероятные. Уже через два месяца после пересадки ученые обнаружили взрыв новых нейронных ветвей. Стволовые клетки на месте повреждения развились до зрелых нейронов, развели до 150 000 аксонов, которые протянулись по спинному мозгу обезьянки.

Некоторые из ветвей прошли на расстоянии 50 миллиметров от места графта, примерно на длине двух спинно-мозговых фрагментов у людей. По пути они установили обширные связи с неповрежденными клетками обезьян.

Что еще более круто, собственные аксоны обезьян также сформировали синапсы с нейронным графтом человека, образуя взаимные связи. Эти связи крайне важны для свободных движений рук у людей и это одно из первых ярких свидетельств того, что трансплантированные стволовые клетки могут формировать подобные схемы.

Спустя девять месяцев новые нейронные связи помогли обезьянам с повреждениями вернуть движения в их конечности, так что те смогли хватать мягкие объекты (например, апельсины). И напротив, обезьянки с плохими графтами плохо контролировали точные движения в ладонях и пальцах — могли только толкать апельсин.

Результаты могут показаться не шибко впечатляющими, но авторы говорят, что девять месяцев — это мгновение для функционального восстановления.

«Графты и новые схемы, частью которых они были, еще вызревали к концу наших наблюдений, поэтому восстановление может продолжиться», говорит автор исследования доктор Эфрон Розенцвейг.

Хот функциональные улучшения были лишь частичными, доктор Грегуар Куртине из Швейцарского федерального технологического института (EPFL) в Женеве называет исследование «вехой в регенеративной медицине».

«И это не удивительно, если учесть, что функциональная интеграция новых клеток и соединений в работе нервной системы потребует времени и конкретных реабилитационных процедур», говорит он, добавляя, что исследование предлагает ценную информацию для потенциального исследования человеком.

С ним согласен и доктор Стив Голдман из Рочестерского университета:

«Это большой скачок от грызунов к примата. Это героическое исследование, если уж на то пошло».

Для Тушинского же работа только начинается. Во-первых, не все стволовые клетки созданы одинаковыми, и его команда пытается определить, какие из них наиболее эффективны в восстановлении функции.

С другой стороны, он также изучает дополнительные способы дальнейшего повышения функциональности регенерированных нейронов, так что их аксоны смогут распространяться через поврежденный участок и полностью заменять те, что были утрачены в ходе травмы.

«Пока слишком рано переходить к людям», предостерегает он, поскольку необходимы дополнительные испытания. И это терпение окупится сполна.

Стволовые клетки в лечении травм спинного мозга: лед тронулся

Специалисты корпорации Geron начали первое официальное исследование «Safety Study of GRNOPC1 in Spinal Cord Injury» по применению человеческих эмбриональных стволовых клеток у пациентов с травмами спинного мозга после получения соответствующего разрешения регулирующих органов США. 11 октября в одну из клиник Атланты поступил первый пациент, который будет участвовать в данном исследовании.

FDA (Food and Drug Administration, Управление по контролю за качеством пищевых продуктов и лекарственных препаратов США) наконец-то выдало лицензию корпорации Geron на проведение вызвавшего немало споров метода лечения травм спинного мозга с использованием эмбриональных стволовых клеток.

Исследование будет проводиться на базе Shepherd Center — клинического исследовательского центра и больницы, специализирующейся на травмах спинного мозга и черепно-мозговых травмах, который находится в Атланте, штат Джорджия. Целью исследования является, прежде всего, изучение безопасности использования данной методики в клинической практике.

Это исследование начинается не на ровном месте, корпорация Geron, в состав которой входят несколько биотехнологических компаний, базирующихся в «Силиконовой долине» к югу от Сан-Франциско, уже потратила 170 млн долларов на разработку методов лечения последствий травм спинного мозга с использованием стволовых клеток.

Для проведения данного исследования специалистами Geron были получены клетки-предшественники олигодендроцитов (GRNOPC1) из эмбриональных стволовых клеток. Олигодендроциты — это естественные клетки нервной системы, которые имеют несколько функций. Олигодендроциты производят миелин, своеобразный «изолятор», который покрывает аксоны центральной нервной системы (нервные волокна, проводящие нервный импульс от тела нейрона к иннервируемым органам), чтобы они могли проводить электрические импульсы. Миелин обеспечивает эффективное проведение нервных импульсов в том же порядке, как изоляция предотвращает короткое замыкание в электрических проводах. Без миелина многие из нервов в головном и спинном мозге не могут функционировать должным образом. Олигодендроциты также продуцируют нейротрофические факторы (биологических вещества, которые повышают выживаемость нейронов и их функциональность) для поддержки и обслуживания жизнедеятельности нервных клеток. Потеря олигодендроцитов в поврежденном спинном мозге приводит к демиелинизации нервных волокон и, как следствие, к нарушению проведения нервных импульсов от головного мозга к иннервируемым органам, что клинически проявляется в виде паралича.

В ходе исследования будет выяснено, смогут ли стволовые клетки превратиться в клетки нейроглии и заменить поврежденные нервные волокна спинного мозга. В экспериментах на животных было достигнуто частичное восстановление движений и чувствительности после травмы спинного мозга, теперь предстоит выяснить, будет ли эффективной данная методика при ее использовании у человека.

Читать еще:  Лидокаин дексаметазон

Каждый год около 12 тыс. человек в США получают повреждения спинного мозга. Наиболее распространенными причинами являются автомобильные аварии, падения, огнестрельные ранения и спортивные травмы.

В данном исследовании будут участвовать пациенты, которые получили травмы спинного мозга не позже, чем 14 дней, для чего будет использоваться экспериментальное лечение стволовыми клетками. Ориентировочная дата окончания исследования — октябрь 2012 года.

Мнения экспертов

Доктор Томас Окарма, президент и главный исполнительный директор корпорации Geron:

Инициирование клинических исследований с использованием GRNOPC1 является важной вехой в истории клеточной терапии с использованием эмбриональных стволовых клеток. Когда мы начали работать с эмбриональными стволовыми клетками в 1999 году, многие предсказывали, что должно пройти несколько десятилетий, прежде чем будут утверждены клинические исследования с использованием клеточной терапии с участием человека. Проводимое сейчас клиническое исследование явилось результатом обширных исследований и изобретений специалистов нашей компании.

Профессор сэр Ян Вилмут, директор Медицинского исследовательского совета Центра регенеративной медицины Эдинбургского университета:

Это очень интересные новости, однако, очень важно понимать, что цель исследований на данном этапе заключается в подтверждении, прежде всего, того, что это не причиняет ущерба для пациентов, а не в эффективности данной методики. Как только будет подтверждена ее безопасность, то исследования перейдут в область развития и оценки новых методов лечения.

Бен Сайкс, исполнительный директор Британской национальной сети стволовых клеток:

Это действительно важная веха в нашем пути к получению новых методов лечения и лекарственных средств на основе стволовых клеток. Сообщество специалистов в области стволовых клеток и регенеративной медицины будет ждать результатов этого исследования с огромным интересом.

Профессор Крис Мейсон, специалист в области регенеративной медицины при Университетском колледже Лондона:

Исследователи в Великобритании надеются последовать их примеру и начать в следующем году исследования по применению лечения стволовыми клетками возрастной макулярной дегенерации — одной из ведущих причин слепоты.

Дэвид Эппл, доктор медицинских наук, медицинский директор Shepherd Center, руководитель исследования «Safety Study of GRNOPC1 in Spinal Cord Injury»:

Это клиническое исследование представляет собой еще один шаг вперед в участии Shepherd Center в попытке найти эффективный метод лечения паралича у людей с повреждением спинного мозга. Shepherd Center является идеальным местом для проведения этого исследования по причине нашего значительного клинического опыта и объема пациентов, направленных сюда для лечения и реабилитации после травм спинного мозга.

Регенерация спинного мозга стала реальностью

Поделиться сообщением в

Внешние ссылки откроются в отдельном окне

Внешние ссылки откроются в отдельном окне

Впервые врачам удалось добиться восстановления способности ходить у человека, парализованного в результате травмы позвоночника. В его спинной мозг были пересажены клетки обонятельной нервной ткани.

40-летний поляк Дарек Фидыка, который в 2010 году в результате ножевых ран был парализован ниже пояса, теперь в состоянии передвигаться, опираясь на ходунок.

Эта операция, первая в мире, была сделана хирургами в Польше в сотрудничестве с лондонскими учеными.

Статья об этом опубликована в медицинском журнале Cell Transplantation.

Сенсационный успех

Профессор Джефф Райсман, глава отдела нейрорегенерации в Институте неврологии при Университетском колледже Лондона, возглавляет группу британских исследователей.

По его словам, достигнутый результат является более значительным по своим последствиям, чем высадка человека на Луну.

В операции были использованы биполярные обонятельные клетки-рецепторы, которые входят в состав обонятельной системы.

Эти клетки служат для передачи сигналов по нервным волокнам.

В ходе первой из двух операция хирурги удалили одну из обонятельных луковиц пациента и вырастили культуру клеток в лабораторных условиях.

Спустя две недели они пересадили эти клетки в нервные волокна спинного мозга больного, которые были перерезаны ножом в ходе нападения. У врачей было всего 500 тысяч таких клеток, что совсем немного.

Около ста микроинъекций раствора с клетками были сделаны выше и ниже места травмы.

Четыре тонкие полоски нервной ткани были взяты из щиколотки пациента и помещены вдоль разрыва в нервных волокнах спинного мозга шириной в 8 мм.

Ученые считают, что обонятельные клетки создают путь, по которому нервные волокна выше и ниже места травмы могут соединиться между собой, используя для этого мостик из пересаженной нервной ткани.

До операции Дарек Фидыка был парализован в течение почти двух лет и не проявлял никаких признаков восстановления, несмотря на многомесячную интенсивную физиотерапию.

Признаки успеха

Эта интенсивная программа физиотерапии, в рамках которой он занимался по пять часов пять дней в неделю, продолжалась после операции в Центре аксононейрологической реабилитации во Вроцлаве.

Фидыка заметил первые признаки успеха лечения спустя три месяца.

Спустя полгода после операции он смог сделать несколько неуверенных шагов, держась на поручни, используя поддержку физиотерапевта и специальные шины для ног.

Через два года после операции он может ходить, опираясь на ходунок.

У него также отчасти восстановились ощущения в области мочевого пузыря и кишечника, а также сексуальная функция.

Доктор Павел Табаков, главный нейрохирург во Вроцлавской университетской больнице, который возглавлял группу польских ученых, считает, что регенерация нервных волокон спинного мозга, которая всегда считалась невозможной, стала реальностью.

Эти исследования и операция финансировались Фондом спинных травм Николлса (NSIF) и британским Фондом стволовых клеток (UKSCF).

Последний был создан в 2007 году для стимулирования многообещающих исследований применения стволовых клеток, он выделил на лечение польского пациента 2,5 млн фунтов.

Фонд Николлса был создан поваром Дэвидом Николлсом после того, как его сын Дэниел был парализован в 2003 году после несчастного случая в бассейне.

Мостик из нервных тканей

Решающим фактором, определившим успех лечения, стало использование собственных обонятельных клеток пациента, что исключило возможность иммунного отторжения и необходимость использования лекарственных средств для подавления такой реакции.

На левой стороне спинного мозга в результате ножевой травмы образовался разрыв в нервных волокнах шириной в 8 мм. Именно на этой стороне врачи создали мостик из пересаженной нервной ткани.

Через несколько месяцев на левой ноге у пациента начали увеличиваться в объеме мускулы и появились первые признаки иннервации.

Ученые считают, что это свидетельство регенерации нервной ткани спинного мозга, так как сигналы из мозга, контролирующие работу мускулов левой ноги посылаются именно по левой части ствола спинного мозга.

Магнитно-резонансное сканирование также установило, что разрыв в нервных волокнах закрылся после операции.

Сложные нервные клетки, отвечающие за обоняние, являются единственной частью нервной системы человека, которая регенерируется в течение всей жизни.

При каждом вдохе молекулы различных веществ в воздухе вступают в контакт с нервными рецепторами в носу.

Они передают электрохимические сигналы обонятельным луковицам, которые находятся в самом верху носовой полости, у основания мозга.

Эти клетки постоянно изнашиваются и должны заменяться. Процесс их регенерации обеспечивается обонятельными обволакивающими клетками (OEC), которые создают основу для восстановление волокон нервной ткани.

Один из британских хирургов, специализирующийся в области травм спинного мозга и лечивший тысячи пациентов в Британии, заявил, что ждал чего-то подобного в течение 40 лет.

Ученые и врачи, участвовавшие в этом исследовании, не хотели бы, чтобы у тысяч людей возникли ложные надежды. Они подчеркивают, что их успех должен быть повторен, чтобы продемонстрировать реальность регенерации нервной ткани спинного мозга.

Читать еще:  Маклюра оранжевая

Надежды на финансирование

Они надеются провести не менее 10 схожих операций в Польше и Британии в предстоящие годы, хотя всё зависит от масштабов финансирования этих работ.

«Наша группа в Польше готова рассмотреть возможность лечение подходящих для такой операции пациентов из любой страны мира. Речь идет о пациентах, у которых в результате ножевого ранения перерезан ствол спинного мозга», — заявил доктор Табаков.

Профессор Райсман затратил более 40 лет на изучение проблемы регенерации нервных тканей.

В своих исследованиях на лабораторных животных он продемонстрировал, что клетки OEC, введенные в спинной мозг крыс, могут купировать паралич.

В 2005 году к Райсману обратился польский нейрохирург Павел Табаков, который ранее приступил к испытаниям этого метода лечения на людях.

Доктор Табаков проводил первоначальные клинические испытания метода на трех парализованных пациентах, которым делались инъекции клеток OEC в поврежденные нервные волокна спинного мозга.

Несмотря на то, что ни у одного из них не произошло заметного улучшения, главная цель исследования была достигнута — было доказано, что метод является безопасным.

Стволовые клетки человека вернули обезьянкам возможность хватать объекты

Терапия стволовыми клетками очень привлекательна в своей интуитивной простоте: вы очищаете поврежденные клетки, запускаете вместо них банду здоровых, сидите сложа руки и ждете, пока организм не самоисцелится. В случае с травмами спинного мозга потенциал стволовых клеток восстанавливать возможность передвижения обещает фантастические перспективы. Однако тело человека не машина и не является простой системой, позволяющей заменять детали на ходу. После трансплантации стволовые клетки часто отвергаются, умирают во враждебной среде организма носителя еще до того, как получат шанс на восстановление.

Эти милые зверушки часто помогают исследователям установить истину.

За последние тридцать лет нейробиологи перепробовали массу способов, пробовали коктейль за коктейлем из специальных молекул, которые могут ускорить выживание стволовых клеток. И хотя на моделях с грызунами был большой успех, масштабировать эту терапию, чтобы она работала с приматами — а это важно для испытаний на людях — не получилось.

Или не получалось. В прошлом месяце в журнале Nature Medicine было опубликовано «важное» исследование, в котором подробно излагался рецепт пересадки стволовых клеток человека, которые выжили и интегрировались в поврежденных позвоночниках обезьян.

Спустя девять месяцев после операции клетки распустили сотни тысяч ответвлений, которые сформировали синапсы с выжившими нейронами спинного мозга обезьян. Более того, спинно-мозговые нейроны носителей признали человеческие клетки как свои собственные, сформировали новые соединения, которые восстановили способность животного хватать объекты.

«Рост, который мы наблюдали у этих клеток, впечатляет, и десять лет назад я бы думал, что это невозможно», говорит ведущий автор работы доктор Марк Тушинский из Института трансплантационной нейронауки Калифорнийского университета в Сан-Диего. «Мы определенно прибавили уверенности в том, что это лечение сработает и для людей».

Ранние работы

Травма спинного мозга подрезает длинные, тонкие нейронные ветви — аксоны — которые мозг использует для общения с остальной частью тела. Чтобы восстановить моторную функцию, ученым нужно убедить тело восстановить или отрастить эти соединения.

Подписывайтесь на наш канал в Яндекс Дзен. Там можно найти много всего интересного, чего нет даже на нашем сайте.

Но вот в чем проблема. После повреждения спинной мозг быстро реорганизует внеклеточный матрикс — сложную сеть структурных молекул — вокруг места повреждения. Подобно «кирпичам» на дороге, эти белки эффективным образом блокируют трансплантированные стволовые клетки от вытягивания их длинных аксоновых ветвей. Более того, место повреждения также лишено поддерживающих факторов роста и других полезных молекул, которые выступают как питательный кокон для стволовых клеток.

Чтобы обойти эту двойную защиту, ученые сформировали десятки провоцирующих рост коктейлей, которые могли бы дать толчок трансплантированным клеткам. И эта стратегия, судя по всему, сработала.

Еще в 2014 году Тушинский трансформировал клетки кожи здорового донора-человека, преобразовал их в клетки iPSC (индуцированные плюрипотентные стволовые клетки) и внедрил эти искусственные стволовые клетки в матрикс, содержащий факторы роста.

После помещения графта двум крысам с двухнедельными спинномозговыми травмами, клетки человека вызрели в новые нейроны и протянули аксоны в спинном мозге крыс. Но что странно, ученые не увидели никаких улучшений функции, отчасти из-за рубцевания на месте трансплантации.

Вот как это выглядит,

«Мы пытаемся сделать все возможное, чтобы определить лучший способ переноса методов лечения с участием нейронных стволовых клеток у пациентов с травмой спинного мозга», говорил Тушинский в то время.

Надежда ученых

Верный своему слову, Тушинский испытал свой протокол переноса на обезьянках, которые лучше подходят в качестве модели для спинного мозга человека.

Команда врезалась в секцию спинного мозга обезьянки и через две недели — достаточное время, чтобы пациенты стабилизировались — ввела стволовые клетки человека в поврежденные места вместе с факторами роста.

Не сработало. У первых четырех обезьянок введения даже не зафиксировались на месте.

«Если бы мы попытались провести трансплантацию на человеке без предварительного испытания на животных, был бы значительный риск провала клинического испытания», говорит Тушинский.

Ученые быстро поняли, что им нужно увеличить количество важного ингредиента белка в своем рецепте, чтобы лучше «приклеить» трансплантат на месте. Команда также обнаружила проблемы с иммуносупрессией, хронометражем и хирургической процедурой. Например, им пришлось наклонить хирургический стол во время операции, чтобы спинно-мозговая жидкость не смыла трансплантат. Кроме того, обезьянам потребовалась высокая доза иммунодепрессантов, чтобы организм не атаковал клетки человека.

Чтобы не пропустить ничего интересного из мира высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram. Там вы узнаете много нового.

С помощью кое-каких примочек графты, каждый из которых содержал порядка 20 миллионов стволовых клеток человека, удерживались на месте у оставшихся пяти обезьян.

Результаты были невероятные. Уже через два месяца после пересадки ученые обнаружили взрыв новых нейронных ветвей. Стволовые клетки на месте повреждения развились до зрелых нейронов, развели до 150 000 аксонов, которые протянулись по спинному мозгу обезьянки.

Некоторые из ветвей прошли на расстоянии 50 миллиметров от места графта, примерно на длине двух спинно-мозговых фрагментов у людей. По пути они установили обширные связи с неповрежденными клетками обезьян.

Что еще более круто, собственные аксоны обезьян также сформировали синапсы с нейронным графтом человека, образуя взаимные связи. Эти связи крайне важны для свободных движений рук у людей и это одно из первых ярких свидетельств того, что трансплантированные стволовые клетки могут формировать подобные схемы.

Спустя девять месяцев новые нейронные связи помогли обезьянам с повреждениями вернуть движения в их конечности, так что те смогли хватать мягкие объекты (например, апельсины). И напротив, обезьянки с плохими графтами плохо контролировали точные движения в ладонях и пальцах — могли только толкать апельсин.

Результаты могут показаться не шибко впечатляющими, но авторы говорят, что девять месяцев — это мгновение для функционального восстановления.

«Графты и новые схемы, частью которых они были, еще вызревали к концу наших наблюдений, поэтому восстановление может продолжиться», говорит автор исследования доктор Эфрон Розенцвейг.

Хот функциональные улучшения были лишь частичными, доктор Грегуар Куртине из Швейцарского федерального технологического института (EPFL) в Женеве называет исследование «вехой в регенеративной медицине».

«И это не удивительно, если учесть, что функциональная интеграция новых клеток и соединений в работе нервной системы потребует времени и конкретных реабилитационных процедур», говорит он, добавляя, что исследование предлагает ценную информацию для потенциального исследования человеком.

С ним согласен и доктор Стив Голдман из Рочестерского университета:

«Это большой скачок от грызунов к примата. Это героическое исследование, если уж на то пошло».

Для Тушинского же работа только начинается. Во-первых, не все стволовые клетки созданы одинаковыми, и его команда пытается определить, какие из них наиболее эффективны в восстановлении функции.

С другой стороны, он также изучает дополнительные способы дальнейшего повышения функциональности регенерированных нейронов, так что их аксоны смогут распространяться через поврежденный участок и полностью заменять те, что были утрачены в ходе травмы.

«Пока слишком рано переходить к людям», предостерегает он, поскольку необходимы дополнительные испытания. И это терпение окупится сполна.

Ссылка на основную публикацию
×
×
Adblock
detector