За словами дослідників з Цюріхського університету, трансплантація стовбурових клітин може відновити пошкодження, спричинені інсультом. В експериментах з мишами лікування допомогло створити нові нейрони, відновити рух і викликати кілька інших форм відновлення мозку, пропонуючи багатообіцяючий крок до регенеративного лікування пошкодження нервів.
Інсульт є надзвичайно поширеним явищем, уражаючи приблизно кожного четвертого дорослого протягом життя. Близько половини тих, хто відчуває такі проблеми, залишаються з постійними проблемами, такими як параліч або труднощі з розмовою.
Ці порушення можуть виникнути через те, що інсульт позбавляє частини мозку кисню або викликає кровотечу, яка руйнує клітини мозку. Як тільки ці клітини втрачаються, пошкодження традиційно вважається постійним, оскільки жодне лікування наразі не здатне відновити пошкоджену тканину мозку.
«Тому важливо шукати нові терапевтичні підходи до можливої регенерації мозку після захворювань або нещасних випадків», — говорить Крістіан Такенберг, науковий керівник групи нейродегенерації в Інституті регенеративної медицини Цюріхського університету (UZH).
Стовбурові клітини можуть допомогти регенерувати тканини мозку
Один із можливих підходів включає нервові стовбурові клітини, які можуть розвинутися в багато типів клітин нервової системи.
Дослідницька група на чолі з Такенбергом і докторантом Ребеккою Вебер перевірила цю ідею в двох дослідженнях, проведених у співпраці з командою під керівництвом Руслана Раста з Університету Південної Каліфорнії.
Результати показують, що трансплантовані клітини не просто замінюють нейрони, втрачені після інсульту.
«Наші результати показують, що нервові стовбурові клітини не тільки утворюють нові нейрони, але й запускають інші процеси регенерації», — каже Такенберг.
Стовбурові клітини людини стають новими нейронами
Дослідники використовували нервові стовбурові клітини людини, які здатні генерувати різні типи клітин у нервовій системі. Ці клітини виготовлені з індукованих плюрипотентних стовбурових клітин, створених шляхом перепрограмування нормальних соматичних клітин людини таким чином, щоб вони відновили здатність розвиватися в різні типи клітин.
Потім команда викликала у мишей постійний інсульт. Пошкодження мозку, що виникає в результаті, нагадує важливі ознаки інсульту у людей.
Оскільки трансплантовані клітини були людські, миші були генетично модифіковані, щоб їхня імунна система не відторгала їх.
Через тиждень після інсульту дослідники пересадили нервові стовбурові клітини безпосередньо в пошкоджені ділянки мозку. Потім вони відстежили, що сталося, за допомогою методів візуалізації та біохімічного аналізу.
«Ми виявили, що стовбурові клітини витримали цілих п’ять тижнів аналізу, і більшість із них стали нейронами, які навіть спілкувалися з існуючими клітинами мозку», — каже Такенберг.
Ця здатність з’єднуватися з існуючими клітинами мозку особливо важлива, оскільки виробництво нових нейронів не обов’язково відновлює функцію. Нові клітини також повинні стати частиною працюючих нейронних мереж.
Мозок демонструє кілька ознак відновлення
Дослідники знайшли докази того, що лікування викликало більш інтенсивну реакцію зцілення.
У пошкодженій тканині головного мозку утворилися нові кровоносні судини, посилилися запальні процеси, покращилася цілісність гематоенцефалічного бар’єру.
Гематоенцефалічний бар’єр – це суворо контрольований захисний кордон, який відокремлює циркулюючу кров від тканини мозку. Пошкодження цього бар’єру може сприяти запаленню та подальшому пошкодженню після інсульту.
«Наш аналіз виходить далеко за рамки інших досліджень, які зосереджувалися на негайних ефектах після трансплантації», — каже Такенберг.
Найголовніше, що біологічні зміни супроводжувалися поліпшенням рухливості тварин.
Трансплантація стовбурових клітин усунула рухові порушення, викликані струсом мозку у мишей. Дослідники виміряли це покращення частково за допомогою ШІ-аналізу поведінки тварин.
Тижневе очікування може покращити лікування стовбуровими клітинами
Дослідники розробляли експерименти, маючи на увазі остаточне лікування людини.
Наприклад, стовбурові клітини виробляли без реагентів тваринного походження. Уникнення матеріалів тваринного походження може бути важливим при розробці засобів лікування, призначених для використання людиною, оскільки це може зменшити потенційну безпеку та регуляторні проблеми.
Команда з Університету Цюріха у співпраці з Центром досліджень і застосування клітин iPS (CiRA) в Університеті Кіото створила спеціальний протокол виробництва.
Друге дослідження також показало важливе розуміння часу. Дослідники виявили, що трансплантація стовбурових клітин найкраще працює, коли її проводять через тиждень після інсульту, а не відразу після.
Ця затримка може значно полегшити використання підходу в клінічних умовах. Лікарі мають більше часу для підготовки до лікування, а не до пологів безпосередньо після інсульту.
Дослідники працюють над випробуваннями на людях
Незважаючи на обнадійливі висновки, дослідники підкреслюють, що необхідно подолати кілька перешкод, перш ніж лікування можна буде широко випробувати на людях.
«Нам потрібно мінімізувати ризики та спростити потенційне використання на людях», — каже він.
Однією з проблем є неконтрольоване зростання стовбурових клітин у мозку. Група Такенберга, знову ж таки працюючи з Русланом Растом, розробляє тип переходу, покликаний запобігти цьому.
Команда також досліджує менш інвазивний спосіб доставки клітин.
Замість трансплантації стовбурових клітин у тканини мозку дослідники розробляють метод ендоваскулярної ін’єкції. Це передбачає перенесення клітин через кровоносні судини і може бути більш практичним, ніж виконання трансплантації мозку.
Уже є прецедент переведення терапії стовбуровими клітинами на випробування на людях. За словами Такенберга, в Японії тривають перші клінічні випробування з використанням індукованих стовбурових клітин для лікування хвороби Паркінсона.
«Інсульт може бути одним із наступних захворювань, для якого можливе клінічне випробування».
