Нервные стволовые клетки регенерируют аксоны при тяжелой травме спинного мозга

В исследовании Калифорнийского университета в Сан-Диего и VA San Diego Healthcare исследователи смогли восстановить "поразительная степень" роста аксонов в месте тяжелого повреждения спинного мозга у крыс. Их исследование показало, что нейроны на ранней стадии обладают способностью выживать и расширять аксоны, чтобы формировать новые функциональные нейронные реле в месте повреждения центральной нервной системы (ЦНС) взрослого человека.

Исследование также доказало, что по крайней мере некоторые типы аксонов ЦНС взрослых могут преодолевать обычно тормозящую среду роста и расти на большие расстояния. Важно отметить, что стволовые клетки разных видов обладают этими свойствами. Работа будет опубликована в журнале Cell 14 сентября.

Ученые встроили нервные стволовые клетки в матрицу из фибрина (протеиновый ключ к свертыванию крови, который уже используется в процедурах нейронов человека), смешанных с факторами роста, чтобы сформировать гель. Затем гель наносили на место повреждения у крыс с полностью перерезанным спинным мозгом.

"Используя этот метод, через шесть недель количество аксонов, выходящих из места повреждения, в 200 раз превысило то, что когда-либо наблюдалось ранее," сказал Марк Тушински, доктор медицины, доктор философии, профессор кафедры нейронаук Калифорнийского университета в Сан-Диего и директор Центра неврологического восстановления Калифорнийского университета в Сан-Диего, который возглавлял исследование. "Аксоны также выросли в 10 раз длиннее аксонов в любом предыдущем исследовании, и, что важно, регенерация этих аксонов привела к значительному функциональному улучшению."

Кроме того, взрослые клетки над местом повреждения регенерировали в нервные стволовые клетки, создавая новую релейную схему, которую можно было измерить электрически. "Стимулируя спинной мозг на четыре сегмента выше травмы и записывая эту электрическую стимуляцию на три сегмента ниже, мы обнаружили новые реле в месте операции," сказал Тушинский.

Чтобы подтвердить, что механизм, лежащий в основе выздоровления, был связан с образованием новых реле, когда крысы выздоровели, их спинной мозг был повторно рассечен над имплантатом. Крысы потеряли двигательную функцию, что подтверждает образование новых реле через травму.

Процедура пересадки привела к значительному функциональному улучшению: по 21-балльной шкале ходьбы без лечения крысы составили только 1 балл.5; после терапии стволовыми клетками он вырос до 7 – балла, отражающего способность животных двигать всеми суставами пораженных ног.

Затем результаты были воспроизведены с использованием двух линий стволовых клеток человека, одна из которых уже участвовала в испытаниях БАС на людях. "Мы получили точные результаты с использованием человеческих клеток, как и с клетками крысы," сказал Тушинский.

В исследовании использовались зеленые флуоресцентные белки (GFP), метод, который никогда ранее не использовался для отслеживания роста нервных стволовых клеток. "Помечая клетки с помощью GFP, мы смогли наблюдать, как стволовые клетки растут, становятся нейронами и вырастают аксоны, показывая нам полную способность этих клеток расти и устанавливать связи с нейронами хозяина," сказал первый автор Пол Лу, доктор философии, младший научный сотрудник Центра нейронного восстановления Калифорнийского университета в США. "Это очень интересно, потому что раньше такой технологии не было."

По словам исследователей, исследование проясняет, что нейроны на ранних стадиях могут преодолевать ингибиторы, присутствующие в нервной системе взрослого человека, которые обычно работают, чтобы поддерживать сложную центральную нервную систему и удерживать клетки в ЦНС взрослого от аберрантного роста.

PHOTOINTERVIEW.RU