Имплантированные трансплантаты нервных стволовых клеток демонстрируют функциональность при травмах спинного мозга
Раскрашенная электронная сканирующая микрофотография культивируемого нейрона человека. Предоставлено: Томас Диринк, Национальный центр микроскопии и визуализации Калифорнийского университета в Сан-Диего.

Использование стволовых клеток для восстановления функций, утраченных из-за травмы спинного мозга (ТСМ), долгое время было целью ученых и врачей. Около 18 000 человек в Соединенных Штатах ежегодно страдают от травмы спинного мозга, а еще 294 000 человек страдают травмой спинного мозга, как правило, с некоторой степенью постоянного паралича или снижением физических функций, таких как контроль над мочевым пузырем или затрудненное дыхание.

В новом исследовании, опубликованном 5 августа 2020 года в Cell Stem Cell, исследователи из Медицинской школы Сан-Диего Калифорнийского университета сообщают об успешной имплантации узкоспециализированных трансплантатов нервных стволовых клеток непосредственно в травмы спинного мозга. у мышей, а затем документируют, как трансплантаты росли и заполняли места повреждения, интегрируясь с существующей нейронной сетью животных и имитируя ее.

До этого исследования, как сказал первый автор исследования Стивен Чето, научный сотрудник лаборатории Марка Х. Тушинского, доктора медицины, доктора философии, профессора нейробиологии и директора Института трансляционной нейробиологии в Школе Калифорнийского университета в Сан-Диего Медицина, трансплантаты нервных стволовых клеток, разрабатываемые в лаборатории, были чем-то вроде черного ящика.

Хотя предыдущие исследования, в том числе опубликованные работы Тушинского и его коллег, показали улучшение функционирования на животных моделях с травмой спинного мозга после трансплантации нервных стволовых клеток, ученые точно не знали, что происходит.

«Мы знали, что поврежденные аксоны хозяина широко разрастаются в (места повреждения), и что нейроны трансплантата, в свою очередь, распространяют большое количество аксонов в спинной мозг, но мы понятия не имели, какая активность на самом деле происходит внутри самого трансплантата. , — сказал Чето. «Мы не знали, действительно ли аксоны хозяина и трансплантата устанавливают функциональные связи, или они просто выглядели так, как могли».

Чето, Тушински и его коллеги воспользовались последними технологическими достижениями, которые позволяют исследователям как стимулировать, так и регистрировать активность генетически и анатомически определенных популяций нейронов с помощью света, а не электричества. Это гарантировало, что они точно знали, какие нейроны-хозяева и трансплантаты задействованы, не беспокоясь о том, что электрические токи распространяются по тканям и дают потенциально вводящие в заблуждение результаты.

Они обнаружили, что даже в отсутствие определенного стимула трансплантат нейронов спонтанно запускался в отдельных кластерах нейронов с сильно коррелированной активностью, как в нейронных сетях нормального спинного мозга. Когда исследователи стимулировали регенерацию аксонов, исходящих из мозга животных, они обнаружили, что некоторые из тех же спонтанно активных кластеров трансплантатных нейронов ответили устойчиво, что указывает на то, что эти сети получают функциональные синаптические связи от входов, которые обычно управляют движением. Сенсорные стимулы, такие как легкое прикосновение и щипок, также активировали нейроны трансплантата.

«Мы показали, что можем включать нейроны спинного мозга ниже места повреждения, стимулируя аксоны трансплантата, распространяющиеся в эти области», — сказал Чето. «Объединив все эти результаты, выясняется, что трансплантаты нервных стволовых клеток обладают замечательной способностью к самосборке в нейронные сети, подобные спинному мозгу, которые функционально интегрируются с нервной системой хозяина. После многих лет спекуляций и выводов мы прямо показали, что каждый из строительных блоков нейронного реле при повреждении спинного мозга фактически функционирует «.

Тушинский сказал, что его команда в настоящее время работает над несколькими способами улучшения функционального взаимодействия трансплантатов стволовых клеток, такими как организация топологии трансплантатов, имитирующая нормальный спинной мозг с каркасами, и использование электрической стимуляции для укрепления синапсов между хозяевами. и трансплантат нейронов.

«Хотя до идеального сочетания стволовых клеток, стимуляции, реабилитации и других вмешательств могут потребоваться годы, пациенты сейчас живут с травмой спинного мозга», — сказал Тушинский. «Поэтому в настоящее время мы работаем с регулирующими органами над тем, чтобы как можно скорее перенести наш подход к трансплантации стволовых клеток в клинические испытания. Если все пойдет хорошо, мы сможем получить терапию в течение десятилетия»./P>




Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *