С тех пор как в 1940-х гг. была обнаружена принципиальная возможность регенерации нервных волокон в спинном мозге, ученые бьются над созданием методов, которые позволили бы нервным клеткам прорастать сквозь поврежденные области и тем самым избавили бы людей от параличей и других последствий травмы центральной нервной систе- мы. Исследователи испытывали химические вещества, рассасывающие рубцовую ткань, создавали опорные структуры для роста волокон и вводили новые клетки. Новейшие достижения, в том числе восстановление ограниченной способности ходить у грызунов, показывают, что ключом к решению проблемы может стать комбинированный подход. «Сочетание химических препаратов и введения клеточного материала дает лучшие результаты, чем каждый из компонентов в отдельности», — говорит Наоми Клейтман (Naomi Kleitman), директор программы в Институте неврологических заболеваний и инсульта в системе Наци- онального института здравоохранения.

При травме нервной ткани развивается воспаление, нарушается ионное равновесие, образуются рубцы и кисты со спинномозговой жидкос- тью, что ведет к повреждению еще большего числа нейронов и создает препятствие для роста нервных волокон. Поражение шириной всего в один миллиметр может увеличиться до 5—10 мм — расстояние, которое растущие волокна уже не могут преодолеть. Выжившие нейроны часто теряют миелин, необходимый для надежной и быстрой передачи сигналов.

 |  В ОЖИДАНИИ СОЕДИНЕНИЯ: комбинированный подход может явиться ключом к восстановлению поврежденных тканей нервной системы. На рентгеновском снимке перелома шеи виден полный разрыв спин- ного мозга между пятым и шестым шейными позвонками

Еще пять лет назад исследователи не могли влиять на судьбу введенных стволовых клеток. Теперь различные вещества, координирующие развитие нервной системы и запускающие процесс клеточной дифференциации, в том числе ретиноевая кислота и белок sonic hedgehog, могут заставить стволовые клетки расти или превращаться в основные типы нейронов: мотонейроны, олигодендроциты, либо нейроны, синтезирующие дофамин. Биотехнологическая компания Geron в Менло-Парк, штат Калифорния, надеется в конце этого года получить разрешение Управления по контролю над продуктами и лекарствами США (FDA) на испытания с применением человеческих ство- ловых клеток. «Возможно, стволо- вые клетки обеспечат нам тот самый прорыв, которого мы так ждем», — говорит пионер исследований по регенерации нервной ткани Ллойд Гат (Lloyd Guth).

Последним элементом должно стать создание биологических опорных структур, которые направляли бы активность клеток и ростовых факторов, создавая физическую опо- ру для этого чрезвычайно сложного и точного процесса регенерации центральной нервной системы. Самуэль Стапп (Samuel Stupp), дирек- тор Института бионанотехнологии в медицине в Северо-Западном университете, создал пептиды, способные к самосборке в нанотрубки в тысячи раз тоньше человеческого волоса. На наружной стороне этих трубок преобладает аминокислотная последовательность, названная IKVAV, которая способствует росту нейронных элементов.

Согласно данным экспериментов на крысах, подобные опорные структуры удерживают в себе стволовые клетки, дают им сигнал к делению и направляют их дифференциацию в нейроны, одновременно подавляя рост глиальных клеток, образующих рубцовую ткань. Ученые из Массачусетского технологического института и Гонконгского университета ис- пользовали похожую методику для восстановления зрения у хомячков, ослепленных хирургическим путем. Этот метод можно адаптировать для лечения последствий инсульта и нейродегенеративных заболеваний.

Дуглас Керр (Douglas Kerr) из Университета Джонса Хопкинса применил одновременно стволовые клетки, препараты для рассасывания рубцовой ткани и сигнальные вещества для воссоздания приблизительно такой же среды, как на ранних стадиях развития нервной системы. Если в лечении отсутствовал хотя бы один из компонентов, то у экспериментальных животных не наблюдалось никаких призна- ков улучшения. Керр со своими сотрудниками в настоящее время ис- пытывает эмбриональные стволовые клетки человека на свиньях. Эксперименты будут продолжаться несколько лет, прежде чем будет получено разрешение на клинические испытания. Исследования комбини- рованного воздействия, по мнению Гата, — самый важный этап работы. Определение точной дозиров- ки, времени введения и сочетаемос- ти веществ позволит предотвратить негативные последствия их взаимо- действия.

Однако это только начало долгого пути. Во многих исследованиях уда- валось восстановить способность ходить у парализованных крыс, однако Гат отмечает, что крысы, как и кошки, могут прекрасно ходить при сохранности всего лишь 5—10% спинного мозга. Простой рефлекс ходьбы у животных остается, если перерезать им спинной мозг в самом начале их жизни — до того как сформируются тормозные связи.

Вероятно, для восстановления мо- торных и сенсорных путей требуются разные воздействия. И помимо того, что им нужны разные ростовые факторы, моторным волокнам достаточно дорасти до участков спин- ного мозга, ответственных за ходьбу, в то время как сенсорным волокнам нужно пройти весь путь до головного мозга, замечает Клейтман.

Переходить к клиническим испыта- ниям следует с большой осторожно- стью. Блокада роста нервных волокон после травмы служит для того, чтобы предотвратить неправиль- ное восстановление связей, и в не- скольких клинических испытани- ях у пациентов возникали боли как раз из-за того, что регенерирующие отростки нейронов прорастали не туда, куда следовало. Было бы не- честнымпо отношению к этим лю- дям предсказывать, когда появит- ся способ избавить их от паралича, говорит Гат: «Прорыв в науке по определению непредсказуем, однако по причине огромной актив- ности исследователей в этой облас- ти мы должны быть оптимистами и ожидать этого прорыва».

Анна Гриффит