Istraživački tim koji zajedno predvode Gradski univerzitet u Hong Kongu (CitiU) i Univerzitet u Hong Kongu (HKU) nedavno je napravio značajan napredak u lečenju povreda kičmene moždine korišćenjem genetski modifikovanih ljudskih nervnih matičnih ćelija (hNSC).
Otkrili su da specifično moduliranje ekspresije gena na određeni nivo u hNSC može efikasno promovisati rekonstrukciju oštećenih neuronskih kola i vratiti lokomotorne funkcije, nudeći veliki potencijal za nove terapeutske mogućnosti za pacijente sa povredom kičmene moždine. Nalazi su objavljeni u časopisu Advanced Science pod naslovom „Transplantacija ljudskih neuronskih matičnih ćelija sa ≈50% smanjenjem doze gena SOKS9 promoviše popravku tkiva i funkcionalni oporavak od teške povrede kičmene moždine“.
Traumatska povreda kičmene moždine je razorno stanje koje obično nastaje usled nesreća kao što su padovi, saobraćajne nesreće ili povrede vezane za sport.
Neuroni kičme sa dugim aksonima igraju kritičnu ulogu u prenošenju signala između mozga i ostatka tela, kontrolišući naše kretanje i senzornu percepciju. Povreda kičmene moždine izaziva nepovratno oštećenje neurona i aksona, što značajno prekida prenos signala, što dovodi do defektne lokomocije i somatosenzornih funkcija.
„Trenutno ne postoje efikasni klinički režimi lečenja ili režimi lečenja za pacijente sa povredom kičmene moždine, što ih često ostavlja doživotnim invaliditetom“, objasnila je profesorka Jessica Liu Aijia, docent na Odseku za neuronauku u CitiU i ko-vođa istraživanja. .
„Dok je nedavno postignut napredak u promovisanju regeneracije kičmene moždine transplantacijom hNSC dobijenih iz humanih pluripotentnih matičnih ćelija, stepen dobijenog funkcionalnog oporavka je skroman. To je uglavnom zbog neprijateljskog mikro-okruženja oko mesta lezije, kao što je kao što je formiranje struktura nalik na barijeru koje se nazivaju astroglijalni ožiljci i nedostatak neurotrofnih faktora kod odraslih za diferencijaciju neurona. Ovi faktori ometaju funkcionalnu regeneraciju neurona, što rezultira produženim popravkom i ograničenim funkcionalnim oporavkom.“
Gen, SOKS9, je prijavljen sa visokom ekspresijom na mestu povrede u prethodnim studijama, a sam gen je vodeći uzrok formiranja glijalnih ožiljaka i prepreka za preživljavanje i diferencijaciju neurona. Da bi prevazišao štetne efekte mikro-okruženja nakon povrede, tim za istraživanje zglobova je konstruisao transplantirane neuralne matične ćelije sa stepenastim smanjenjem SOKS9 za približno 50%.
Genetski modifikovani hNSC koji eksprimiraju polovinu doze SOKS9 rezultirali su snažnom neuronskom diferencijacijom i sazrevanjem (proces kojim nezrele ćelije u nervnom sistemu postaju specijalizovane nervne ćelije) nakon transplantacije u neprijateljskom mikrookruženju, promovišući rekonstrukciju neuronskih kola u kičmenoj moždini unutar kraći vremenski period.
Takođe je značajno smanjio akumulaciju glijalnog ožiljka, olakšavajući izrastanje aksona na velike udaljenosti. Tim je zabeležio veliki broj aksona koji se protežu više od 35 mm tri meseca nakon grafta, dok je relativno manji broj sa kraćim proširenjima do 25 mm sa nemodifikovanim neuralnim matičnim ćelijama.
Da bi dalje istražio terapeutske efekte modifikovanih hNSC-a u lečenju povrede kičmene moždine, istraživački tim je koristio model pacova sa teškim oštećenjem kičmene moždine da bi procenio oporavak kretanja nakon transplantacije, uključujući hodanje po mreži i uzastopno hodanje.
Prvi je zabeležio koordinaciju udova, kao što je sposobnost da se uhvati rešetkasta prečka sa pravilnim postavljanjem, a drugi je snimio šeme koraka kako bi demonstrirao svoj hod i motoričku sposobnost vrha prsta.
U poređenju sa transplantacijom pacova sa nemodifikovanim hNSC, transplantacija pacova sa hNSC modifikovanim SOKS9 genom pokazala se mnogo bolje u postavljanju njihovih zahvaćenih zadnjih šapa na rešetku, sa manje pogrešno usmerenih koraka nakon 10 nedelja nakon povrede. Pored toga, ovi tretirani pacovi su pokazali dobar hod sa jasnim položajem šape i pokretom prstiju kada su hodali preko metar dugačkog uskog hodnika.
„Naši nalazi otkrivaju novi pravac lečenja korišćenjem genetski modifikovane strategije za promenu odgovora transplantata na štetno mikrookruženje in vivo nakon povrede, poboljšavajući toleranciju ćelija na nišu i potencijal samodiferencijacije. Ovo donosi novi pravac lečenja za popravku oštećena kičmena moždina“, rekao je profesor Liu.
„Ova genetska modifikacija hNSC-a, posebno onih koji potiču od pluripotentnih matičnih ćelija specifičnih za pacijente, a koje se mogu proizvesti iz pacijentove kože ili krvnih zrnaca, eliminiše etičke probleme u korišćenju embrionalnih matičnih ćelija i minimizira rizik od odbacivanja od strane imunog sistema. Pruža efikasniju terapiju autolognim matičnim ćelijama za teške traumatske povrede kičmene moždine“, dodala je ona.
