Парализованные мыши снова ходят после лечения цитокинами

Исследователи использовали «дизайнерский цитокин» для восстановления поврежденных нервов в спинном мозге мышей с параплегией. Лечение позволило восстановить способность ходить уже через 2–3 нед.

После травмы нейроны взрослых не восстанавливают свои аксоны естественным путем. Аксоны — это длинные отростки нейронов, по которым нервные сигналы от головного мозга проходят через спинной мозг к мышцам.

Это помогает объяснить, почему травмы спинного мозга часто вызывают тяжелую и необратимую инвалидность, включая паралич нижней половины тела, известный как параплегия.

На протяжении десятилетий ученые исследовали способы регенерации нейронов, но в настоящее время нет лекарства от параплегии.

В 2013 г. нейробиологи из Германии опубликовали исследование, показывающее, что иммунный сигнальный белок — или цитокин — под названием интерлейкин-6 (IL-6) может способствовать регенерации аксонов зрительного нерва в лабораторных культурах.

IL-6 может оказывать различное воздействие на иммунную систему, например, стимулировать высвобождение тромбоцитов для образования тромба. Но исследование 2013 г. показало, что он также может способствовать заживлению нервных клеток.

Однако одним из ключевых препятствий являлся вопрос как доставить цитокин в недоступные части центральной нервной системы, которые имеют решающее значение для восстановления движения?

Еще одна трудность заключалась в том, что естественный IL-6 оказывает относительно слабое стимулирующее действие на регенерацию нервов.

В ходе нового исследования ученые из Рурского университета (Ruhr-University) в Германии разработали методику доставки «дизайнерской» версии IL-6 глубоко в центральную нервную систему.

Ученые протестировали свою методику на мышах с параплегией и предоставили многообещающие результаты.

Результаты исследования опубликованы в издании «Nature Communications».

Мощный стимулирующий эффект

В предыдущем исследовании команда ученых уже продемонстрировала, что искусственный интерлейкин, называемый hyper-IL-6 оказывает более сильное стимулирующее действие на регенерацию молекул, чем естественный IL-6.

В новом эксперименте они использовали генно-инженерный вирус, чтобы ввести генетические инструкции по выработке hyper-IL-6 в двигательные нейроны во внешней области головного мозга, называемой сенсомоторной корой.

Преимущество подхода генной терапии состоит в том, что он позволяет клеткам, инфицированным вирусом, производить свой собственный hyper-IL-6.

Затем белок через разветвляющиеся аксоны распределяется в более отдаленные, недоступные части центральной нервной системы, которые необходимы для движения, где он и запускает регенерацию.

«Таким образом, применение генной терапии к нескольким нервным клеткам стимулировало регенерацию аксонов различных нервных клеток в головном мозге и нескольких двигательных участков в спинном мозге одновременно», — объяснил старший автор исследования — доктор Дитмар Фишер (Dietmar Fischer).

Парализованные животные, получившие однократную инъекцию вируса, снова начали ходить через 2–3 нед.

«Вначале это стало для нас большим сюрпризом, поскольку до этого не получали доказательств того, что это возможно после полной параплегии», — отметил доктор Д. Фишер.

Планы на будущее

Лаборатория доктора Д. Фишера в настоящее время изучает способы сочетания новой методики с другими многообещающими подходами, такими как использование тканевых трансплантатов для перекрытия места повреждения позвоночника.

Кроме того, ученые изучают, может ли hyper-IL-6 регенерировать нейроны, даже если повреждение позвоночника произошло несколькими неделями ранее.

Доктор Фишер подчеркнул: «Этот аспект будет особенно актуален для применения на людях. Сейчас мы открываем новую научную почву. Дальнейшие эксперименты покажут, среди прочего, будет ли возможно перенести эти новые подходы на людей в будущем».

Следует отметить, что все исследования на сегодня включают модели повреждения спинного мозга на животных. Потребуются многие годы дальнейшей работы, чтобы разработать и испытать безопасное и эффективное лечение для людей.

По материалам medicalnewstoday.com,

фото interestingengineering.com