При частичном повреждении спинного мозга мышей и людей за первоначальным параличом следует обширное спонтанное восстановление двигательных функций. Однако после полной травмы спинного мозга естественного восстановления спинного мозга не происходит и выздоровление не происходит. Полноценное восстановление после тяжелых травм требует стратегий, способствующих регенерации нервных волокон, но необходимые условия для успешного восстановления двигательной функции с помощью этих стратегий остаются неуловимыми.
«Пять лет назад мы продемонстрировали, что нервные волокна могут восстанавливаться при анатомически полных повреждениях спинного мозга», — говорит Марк Андерсон, старший автор исследования. «Но мы также поняли, что этого недостаточно для восстановления двигательной функции, поскольку новые волокна не смогли подключиться к нужным местам на другой стороне поражения». Андерсон — директор отдела регенерации центральной нервной системы в .NeuroRestore и учёный Центра био и нейроинженерии Висса.
Работая в тандеме с коллегами из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Гарвардской медицинской школы, ученые использовали современное оборудование в биотехнологическом центре кампуса EPFL в Женеве, чтобы провести углубленный анализ и определить, какой тип нейронов участвует в естественном восстановлении спинного мозга. после частичной травмы спинного мозга.
«Наши наблюдения с использованием секвенирования одноклеточной ядерной РНК не только выявили определенные аксоны, которые должны регенерировать, но также показали, что эти аксоны должны воссоединиться со своими естественными мишенями, чтобы восстановить двигательную функцию», — говорит Джордан Сквайр, первый автор исследования. Выводы команды опубликованы в журнале Science.
К сочетанию подходов
Их открытие легло в основу разработки многосторонней генной терапии. Ученые активировали программы роста в выявленных нейронах у мышей для регенерации их нервных волокон, активировали определенные белки, чтобы поддержать рост нейронов через ядро повреждения, и ввели направляющие молекулы, чтобы привлечь регенерирующие нервные волокна к их естественным целям ниже повреждения.
«Мы были вдохновлены природой, когда разработали терапевтическую стратегию, которая воспроизводит механизмы восстановления спинного мозга, возникающие спонтанно после частичных повреждений», — говорит Сквайр.
Мыши с анатомически полными повреждениями спинного мозга восстановили способность ходить, демонстрируя модели походки, которые напоминали те, которые количественно наблюдались у мышей, которые возобновили ходьбу естественным путем после частичных травм. Это наблюдение выявило ранее неизвестное условие успеха регенеративной терапии в восстановлении двигательной функции после нейротравмы.
«Мы ожидаем, что наша генная терапия будет действовать синергетически с другими нашими процедурами, включающими электрическую стимуляцию спинного мозга», — говорит Грегуар Куртин, старший автор исследования, который также возглавляет NeuroRestore вместе с Жоселин Блох.
«Мы считаем, что для полного решения проблемы лечения травмы спинного мозга потребуются оба подхода: генная терапия для восстановления соответствующих нервных волокон и стимуляция позвоночника для максимизации способности как этих волокон, так и спинного мозга ниже травмы производить движение».
Хотя еще предстоит преодолеть множество препятствий, прежде чем эту генную терапию можно будет применять у людей, ученые сделали первые шаги к разработке технологии, необходимой для достижения этого результата в ближайшие годы.
Теги: регенерация
