Нейробиологи и хирурги из California San Diego School of Medicine успешно трансплантировали клетки нейральных предшественников человека макакам резус с повреждениями спинного мозга. Трансплантаты не только приживались, но и сотни тысячи аксонов росли и формировали синапсы, вызывая в результате улучшение функции передних конечностей обезьян.

Находки представляют собой важную ступень для перехода к сходным трансляциям в клинических испытаниях на человеке т к потенциальному лечению парализующих повреждений спинного мозга у людей.

"Более чем три декады исследований повреждений спинного мозга достигнуты незначительные результаты по регенерации на длинные расстояния поврежденных аксонов, что важно для восстановления физической функции," говорит Mark Tuszynski.

"Поскольку существует реальный прогресс в исследованиях на малых животных моделях и имеются также огромные факторы неопределенности, на которые наталкиваются исследователи при переходе на модели, более сходные с людьми, поэтому мы проводили испытания с людьми," говорит Tuszynski.

"Мы открыли, напр., что методы трансплантаций, используемые на грызунах, в основном не работают на не человеко-образных обезьянах. Возникли критические вопросы по масштабу, иммуносупрессии, времени и др. признакам методологии. Мы попробовали осуществить трансплантации у человека без предварительного тестирования на крупных животных это имело существенный риск неудачи клинических испытаний, не из-за того, что нейральные стволовые клетки были неспособны достигать своего биологического потенциала, а из-за того, что мы не знаем о сроках трансплантации и поддержке пересаженных клеток."

"Dr. Tuszynski и его сотрудники преодолели ряд методологических трудностей, специфичных для приматов, чтобы осуществить прорыв," сказал Gregoire Courtine из (EPFL) в Geneva. "Прямые трансплантации в их работе на людях оказались неудачными и теперь необходимо проведение слишком большого числа исследований на приматах, прежде чем перейти к клиническим испытаниям на людях."

Успешному росту и пролиферации функциональных трансплантированных стволовых клеток в место повреждения спинного мозга препятствуют многочисленные прирожденные, биологические затруднения. Напр., регион, окружающий место повреждения -- известен также как внеклеточный матрикс -- ингибирует рост тем же самым способом, что поверхностный рубец, нисколько не напоминая оригинальную ткань по форме или функции. Место повреждения богато подавляющими миелиновыми белками (используемыми, чтобы сформировать изолирующую оболочку вокруг многих нервных волокон), но лишено факторов, способствующих росту, таких как neurotrophins, которые могут способствовать регенерации аксонов и синапсов нервных клеток.

В предыдущей работе Tuszynski с сотр. были найдены решения или обходы для многих из этих затруднений при использовании модельных грызунов. В данной работе использовались происходящие из спинного мозга человека клетки нейральных предшественников (NPCs) -- стволовые клетки, предназначенные стать нервными клетками ЦНС -- у резус обезьян, чья биология и физиология наиболее сходны с человеческими. Поскольку NPCs происходили из спинного мозга от 8-недельных эмбрионов человека и они обладали активными программами роста, которые мощно поддерживали рост аксонов и казались нечувствительными к ингибиторам, присутствующим во взрослой ЦНС.

Спустя 2 недели после инициального повреждения (время, в течение которого персоны с повреждениями медикаментозно стабилизировались, чтобы подвергнуться терапии нервными стволовыми клетками), исследователи трансплантировали 20 миллионов NPCs в рану от повреждения у обезьян, что подкреплялось коктейлем ростовых факторов и лекарств, супрессирующих иммунную реакцию.

В течение следующих 9 мес. трансплантаты росли, экспрессируя ключевые нейральные маркеры и посылая сотни тысяч аксонов поверх места повреждения к неповрежденным клеткам и тканям на др. стороне. Через несколько мес. исследований учёные отметили, что обезьяны начинают частично восстанавливать движения с своих поврежденных передних конечностях.

Интересно, что исследователи отметили регенерацию кортикоспинальных аксонов, которые важны для осознанных движений у людей, в месте повреждения -- это первое из известных описаний у модельных приматов.

К сожалению, пока степень функционального улучшения очень ограничена. Не удивительно, учитывая, что функциональная интеграция новых клеток и соединения в операционную нервную систему, требуют времени и специфических процедур реабилитации.

"Возможно, приняв во внимание более продолжительный период наблюдения, могут возникнуть более значительные функциональные восстановления," говорит Ephron S. Rosenzweig. "Регенерация аксонов, формирование синапсов, миелинизация -- всё это требует времени и является критическим для нервной функции. Трансплантаты и новые нервные связи, которые они устанавливают, всё ещё находились в состоянии созревания к концу нашего наблюдения, так что восстановление может продолжаться."

Предстоит ещё много работы прежде начала клинических исследований на человеке, включая создание подходящей линии нейральных стволовых клеток человека, которая будет удовлетворять требованиям Food and Drug Administration, и дополнительные исследования надежности. Группа продолжает также исследовать способы по дальнейшему увеличению роста, дистанции и функциональности регенерируемых клеток.

"Мы, по-видимому, смогли преодолеть некоторые главные барьеры, включая ингибирующую природу миелина взрослых против роста аксонов," говорит Tuszynski. "Наша работа подтвердила, что стволовые клетки нуждаются в большем количестве времени, чтобы созревать после трансплантации в место повреждения и что будут необходимы пациенты для перехода на человека. Пока рост, который мы наблюдаем для этих клеток, удивителен -- и несмотря ни на что я полагаю, это станет возможным в течение уже 10 лет и мы достигнем успеха у людей с повреждениями спинного мозга."