Istraživači su preokrenuli ‘nepovratnu paralizu’ kod miševa sa potpunim povredama kičmene moždine koristeći gensku terapiju.
Tim je otkrio da ponovni rast neurona nije dovoljan za potpuno obnavljanje hodanja i da regenerativne terapije moraju ciljati specifične neurone i voditi ih nazad tamo gde pripadaju, što je ranije bilo nepoznato.
Ima još mnogo posla, ali švajcarski i američki tim kaže da je to prvi korak ka uspostavljanju tehnologije potrebne za postizanje istog kod ljudi.
„Očekujemo da će naša genska terapija delovati sinergistički sa našim drugim procedurama koje uključuju električnu stimulaciju kičmene moždine“, kaže neuronaučnik Gregoar Courtine sa Švajcarskog federalnog instituta za tehnologiju (EPFL).
Potpuna povreda kičmene moždine (SCI) sprečava da se kičmena moždina sama zaleči. Oporavak zahteva podsticanje ponovnog rasta neurona, što je i postignuto, ali neophodni uslovi da bi ove terapije zaista obnovile motornu funkciju ostaju misterija.
Znamo da miševi ili ljudi sa delimičnim SCI postaju privremeno paralizovani, ali većina njihovih motoričkih funkcija se vraća prirodno. Neuroni kičmene moždine koji proizvode hodanje nalaze se u lumbalnoj regiji, ali nakon delimičnog SCI, neuroni u torakalnom regionu prenose komunikaciju preko kičmene moždine koja omogućava da se hodanje vrati.
Tim je pretpostavio da bi obnavljanje ovih specifičnih neuronskih komunikacionih obrazaca moglo omogućiti nekome sa kompletnim SCI da ponovo hoda.
„Bili smo inspirisani prirodom kada smo dizajnirali terapijsku strategiju koja replicira mehanizme popravke kičmene moždine koji se javljaju spontano nakon delimičnih povreda“, kaže neuronaučnik EPFL Jordan Skuair.
Istraživači su koristili genetsku analizu da bi otkrili koji neuroni torakalnog kičmene moždine pomažu prirodnom lečenju nakon delimičnog SCI. Pratili su svoje aksone, sićušna nervna vlakna koja povezuju neurone i omogućavaju im da komuniciraju, i otkrili da prirodno dosežu lumbalnu kičmenu moždinu.
„Naša zapažanja korišćenjem jednoćelijske nuklearne RNK sekvenciranja ne samo da su izložila specifične aksone koji se moraju regenerisati, već su takođe otkrila da se ovi aksoni moraju ponovo povezati sa svojim prirodnim ciljevima da bi obnovili motoričku funkciju“, kaže Skuair.
Isti tim je 2018. demonstrirao tretman koji je stimulisao regeneraciju aksona kod miševa, koji su uspeli da ponovo izrastu nakon ozbiljnog oštećenja kičmene moždine.
„Ali takođe smo shvatili da ovo nije dovoljno da se obnovi motorna funkcija“, objašnjava Mark Anderson, neuronaučnik sa EPFL-a, „pošto nova vlakna nisu uspela da se povežu na prava mesta na drugoj strani lezije.“
Tako su neuronaučnici razvili gensku terapiju kako bi stimulisali ponovni rast aksona i vodili ih sve do lumbalnog dela kičmene moždine.
Uključili su programe rasta u identifikovanim neuronima kako bi njihovi aksoni ponovo izrasli. Takođe su pojačali regulaciju proteina koji pomažu aksonima da prođu kroz tkivno jezgro povrede i dali su im molekule za navođenje kako bi im pomogli da pronađu svoje prirodne mete u lumbalnoj kičmenoj moždini.
Ovo je rezultiralo značajnim oporavkom kod miševa sa kompletnim SCI. Miševi su ponovo mogli da hodaju, sa obrascima hodanja sličnim miševima koji su ponovo počeli da hodaju sami nakon delimičnih SCI.
Kada su onesposobili ove neurone, miševi više nisu mogli da hodaju, što pokazuje da je ova obnova funkcije zavisila od regenerisanih aksona specifičnih neurona.
Autori kažu da je otkrivanje kako da dovede određene subpopulacije neurona do njihovih prirodnih ciljnih regiona korak ka tehnologiji koja može vratiti motoričke funkcije kod ljudi.
„Verujemo da će kompletno rešenje za lečenje povrede kičmene moždine zahtevati oba pristupa – gensku terapiju za ponovno rast relevantnih nervnih vlakana i stimulaciju kičme kako bi se maksimizirala sposobnost i ovih vlakana i kičmene moždine ispod povrede da proizvedu kretanje“, kaže Courtine.
Složenost promovisanja regeneracije na većim udaljenostima kod većih životinja poput nas znači da će uspešna strategija verovatno zahtevati mnogo više istraživanja.
Tim zaključuje da će njihov rad „otključati okvir za postizanje smislenog popravka povređene kičmene moždine i može ubrzati popravku nakon drugih oblika povreda i bolesti centralnog nervnog sistema“.
