Лечение заболеваний мозга требует особого подхода из-за трудностей доставки лекарственных препаратов, связанных с гематоэнцефалическим барьером. В работе авторов показано, что имплантирование в мозг модельных животных генетически сконструированных клеток, являющихся нейральными предшественниками (neural progenitor cells - NPCs), ослабляет некоторые симптомы такого нейродегенеративного расстройства как болезнь Паркинсона.

Этим заболеванием поражено около 1.5 миллионов человек в США. При болезни Паркинсона (Parkinson’s disease) происходит необратимая утрата дофаминергических нейронов, координирующих мышечные движения и равновесие. Известно, что некоторые молекулы, такие как glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF), могут способствовать регенерации утраченных нейронов, однако доставка этих молекул в мозг с помощью вирусов или прямые инъекции в мозг, могут нанести вред здоровью или быть неэффективными. Группа специалистов под руководством Soshana Behrstock и Clive Svendsen трансплантировала сконструированные клетки – NPCs человека, полученные из мозга плода - крысам с паркинсонизмом или старым макакам-резусам в те области мозга, которые нуждаются в GDNF.

Авторы показали, что генетически модифицированные NPCs могут высвобождать гликозилированный GDNF in vitro под контролем индуцибельной промоторной системы. «NPCs человека- GDNF» были трансплантированы в стриатум крыс через 10 дней после частичного повреждения их дофаминовой системы. Через 2 недели после трансплантации клетки мигрировали в стриатум и высвобождали физиологически релевантные уровни GDNF. Этого оказалось достаточно для увеличения выживаемости дофаминовых нейронов у хозяина и для роста ветвления нейронов. Через 5 недель после трансплантации наблюдали функциональные положительные сдвиги у трансплантированных животных, а через 8 недель клетки мигрировали таким образом, что заполняли большую часть стриатума и продолжали высвобождать GDNF, который достигал и черной субстанции (substantia nigra). Такие клетки выживали и высвобождали GDNF через три месяца после трансплантации в мозг старых макак-резусов. Человеческие NPCs могут быть генетически модифицированы и, т.о., стать безопасным и мощным средством для доставки ростовых факторов в специфические мишени нервной системы больных паркинсонизмом.

Принимая во внимание, что эффекты GDNF не специфичны для клеток, поврежденных при болезни Паркинсона, то вероятно, что те же самые клетки могут быть использованы для лечения и других расстройств – болезни Гентингтона (Hantington’s disease) и бокового амиотрофического склероза (amyotrophic lateral sclerosis - ALS). Будет ли использована данная терапия для лечения человека, зависит от изобретения пути, контролирующего экспрессию GDNF в сконструированных клетках, особенно от их «выключения». Авторы изучали регуляцию белка в культуре, однако у животных in vivo эта задача является более сложной. Тем не менее, в данной работе представлены убедительные доказательства того, что стволовые клетки являются жизнеспособным транспортным средством для безопасной и эффективной доставки лекарственных препаратов в малодоступные ткани – такие как мозг.

FURTHER READING

1. Jakel, R. J. Using human neural stem cells to model neurological disease. Nature Rev. Genet. 5, 136–144 (2004)

2. Svendsen, C. N. & Langston, J. W. Stem cells for Parkinson disease and ALS: replacement or protection? Nature Med. 10, 224–225 (2004)