Исследователи из Университета Джона Хопкинса (Балтимор, штат Нью-Йорк) под руководством Дугласа Керра (Douglas A. Kerr) показали, что двигательные нейроны, полученные из эмбриональных стволовых клеток и помещенные в спинной мозг парализованных крыс, способны образовывать связи с мышцами и частично восстанавливать утраченные двигательные функции.

Подобный прием может быть полезен для лечения повреждений спинного мозга, поперечного миелита, болезни Шарко (боковой амиотрофический склероз) и атрофии остистых мышц.

В данном исследовании доктор Керр и его коллеги проводили дифференцировку эмбриональных стволовых клеток мыши в моторные нейроны in vitro. Непосредственно перед трансплантацией в среду культивирования добавляли три ростовых фактора нервов, а также применяли вещество дибутирил-цАМФ, способствующее росту аксонов.

Полученные в результате дифференцировки клетки трансплантировали восьми группам парализованных крыс. Все группы получали различные комбинации воздействий. Например, одной из групп до и после трансплантации делались подкожные инъекции Ролипрама – препарата для лечения депрессии, который помогает нейтрализовать подавляющие рост аксонов сигналы от миелина, составляющего основу оболочек нервных волокон. Некоторым животным, кроме того, трансплантировали в седалищный нерв нервные стволовые клетки, секретирующие фактор роста нервов GDNF (glial cell derived neurotrophic factor), который вызывает и направляет рост аксонов.

Спустя три месяца после пересадок исследователи проверяли, насколько нейронам, полученным из стволовых клеток, удалось выжить и интегрироваться в нервную систему парализованных крыс. Наилучшие результаты показали крысы, получавшие полный набор воздействий — трансплантацию моторных нейронов, ролипрам, дибутирил-цАМФ и GDNF-секретирующие нервные стволовые клетки в седалищном нерве. У крыс этой группы число вновь сформированных моторных нейронов было больше (несколько сотен), а их аксоны преодолели весь путь до икроножной мышцы и сформировали функционирующие нервно-мышечные синапсы. Спустя 4 месяца после трансплантации сила захватывания задней конечностью увеличилась на 50%.

Ни одна из крыс, получавших другие, неполные варианты комбинированного воздействия, не обрела утраченных функций.

Последующие эксперименты с обработкой GDNF только одной стороны тела животного показали, что через 6 месяцев после лечения 75% крыс, получавших полную комбинацию воздействий, восстановили способность поднимать вес на обработанных конечностях, а также шагать и делать толчки этой ногой.

Это первое исследование, которое демонстрирует, что пересаженные нейроны, образованные из эмбриональных стволовых клеток, могут формировать функциональные связи с нервной системой взрослого млекопитающего. В нем использованы и электрофизиологические, и поведенческие тесты для того, чтобы проверить, что восстановление функций происходило благодаря вновь образовавшимся связям между периферийной нервной системой и пересаженными нейронами.

«Это многообещающие результаты, но предстоит много работы, прежде чем подобную стратегию можно было бы пробовать на людях», – говорит доктор Керр. «Метод следует проверить на крупных животных, чтобы убедиться, что нервы будут соединяться и на более длинных расстояниях. Кроме того, необходимо удостовериться, что такое лечение безопасно».

В настоящее время не существует модели для изучения дегенерации моторных нейронов у крупного животного, так что группа доктора Керра сейчас работает над разработкой метода такого моделирования на свиньях.

Исследователи должны проверить, будут ли человеческие эмбриональные стволовые клетки работать так же, как стволовые клетки мыши. Только недавно стало возможно вырастить моторные нейроны из человеческих эмбриональных стволовых клеток. Однако, если будущие исследования пойдут хорошо, этот метод терапии может быть полезен для лечения заболеваний двигательных нейронов.

Исследование было профинансировано Национальным институтом неврологических нарушений и паралича США (National Institute of Neurological Disorders and Stroke, (NINDS). Полученные результаты опубликованы в июле 2006 года в журнале Annals of Neurology (Deshpande D. et al., Recovery from Paralysis in Adult Rats Using Embryonic Stem Cells.)

Интернет-журнал «Коммерческая биотехнология» http://www.cbio.ru/ по материалам www.nih.gov