Vzoprieť sa „nemožnému“ – zvrátiť paralýzu prostredníctvom regenerácie miechy

Informujú o tom vedci z Neurorestore vo Švajčiarsku Veda Vyvinul génovú terapiu, ktorá preukázateľne stimuluje opätovný rast nervov počas poranení miechy u potkanov a vedie nervy, aby sa znovu spojili s ich prirodzeným cieľom, aby sa obnovila pohyblivosť.

Pri čiastočnom poškodení miechy potkanov a ľudí dochádza po počiatočnej paralýze k rozsiahlej spontánnej obnove motorickej funkcie. Po úplnom poranení miechy však táto prirodzená oprava miechy nenastane a nenastane žiadne zotavenie. Zmysluplné zotavenie po ťažkých zraneniach si vyžaduje stratégie, ktoré podporujú regeneráciu nervových vlákien, ale nevyhnutné podmienky pre tieto stratégie na úspešné obnovenie motorickej funkcie zostávajú nepolapiteľné.

Predchádzajúce objavy a nedávny vývoj

„Pred piatimi rokmi sme preukázali, že nervové vlákna sa môžu regenerovať počas fyziologicky úplných poranení miechy,“ hovorí Mark Anderson, hlavný autor štúdie. „Ale tiež sme si uvedomili, že to nestačí na obnovenie motorickej funkcie, pretože nové vlákna sa nedokázali pripojiť na správne miesta na druhej strane lézie.“ Anderson je riaditeľom Regenerácie centrálneho nervového systému v NeuroRestore a vedec vo Wyss Centre pre bio a neuroinžinierstvo.

Pohľad na celú miechu na regenerované výbežky z dolnej hrudnej miechy do centier vykonávania motora. Kredit: EPFL/.neurorestore

Úzka spolupráca s kolegami z Kalifornskej univerzity v Los Angeles (UCLA) a na Harvardskej lekárskej fakulte vedci použili najmodernejšie vybavenie v biotechnologických zariadeniach EPFL v Ženeve na vykonanie hĺbkových analýz a identifikáciu toho, ktoré typy neurónov sa podieľajú na prirodzenej oprave miechy po čiastočnom poškodení miechy. . „Naše pozorovania využívajúce jednobunkové jadro kráľovská armáda Sekvenovanie nielenže odhalilo špecifické axóny, ktoré sa musia regenerovať, ale tiež odhalilo, že tieto axóny sa musia znova spojiť so svojimi prirodzenými cieľmi, aby sa obnovila motorická funkcia,“ hovorí Jordan Squires, prvý autor štúdie. Zistenia tímu sa objavia vo vydaní z 22. septembra 2023 Veda,

smerom ku kombinácii prístupov

Ich objav bol základom návrhu mnohostrannej génovej terapie. Vedci aktivovali rastové programy v identifikovaných neurónoch u myší na regeneráciu ich nervových vlákien, upregulovali špecifické proteíny na podporu rastu neurónov cez poškodené jadro a umožnili regenerovaným nervovým vláknam regenerovať svoje nervové vlákna pod poranením. Podávali vodiace molekuly na prilákanie prirodzené ciele. „Keď sme navrhli terapeutickú stratégiu, ktorá rekapituluje mechanizmy opravy miechy, ku ktorým dochádza spontánne po traumatických poraneniach mozgu, inšpirovala nás príroda,“ hovorí Squires.

Pohľad na celú miechu na regenerované výbežky z dolnej hrudnej miechy do centier vykonávania motora. Kredit: EPFL/.neurorestore

Potkany s anatomicky úplným poranením miechy znovu nadobudli schopnosť chodiť a vykazovali vzorce chôdze, ktoré boli objemovo podobné ako u potkanov, ktoré začali chodiť prirodzene po čiastočných zraneniach. Toto pozorovanie odhalilo predtým neznámy potenciál pre regeneračné terapie, aby boli úspešné pri obnove motorickej funkcie po neurotraume. „Očakávame, že naša génová terapia bude pôsobiť synergicky s našimi ďalšími postupmi zahŕňajúcimi elektrickú stimuláciu miechy,“ hovorí Grégoire Courtin, hlavný autor štúdie, ktorý spolu s Jocelyn Bloch vedie aj .NeuroRestore. „Veríme, že kompletné riešenie liečby poranenia miechy si bude vyžadovať oba prístupy – génovú terapiu na opätovný rast príslušných nervových vlákien a opravu oboch týchto vlákien a miechy pod poranením.“ Stimulácia miechy na maximalizáciu kostného tkaniva schopnosť generovať pohyb.“

Kým bude možné túto génovú terapiu implementovať u ľudí, musí byť ešte prekonaných veľa prekážok, vedci však podnikli prvé kroky smerom k vývoju technológie potrebnej na dosiahnutie tohto výkonu v nasledujúcich rokoch.

Referencia: Jordan W. Squire, Marco Milano, Alexandra de Coucy, Mathieu Gautier, Michael A. Obnova chôdze po paralýze regeneráciou špecifických neurónov v ich prirodzenej cieľovej zóne Schneider, Nicholas D. James, Newton Cho, Anna Lasne. Hrajú: Claudia Cathey, Thomas H. Hutson Steven Seto, Laetitia Baud, Katia Galan, Viviana Aureli, Achilles Laskratos, Quentin Barraud Timothy J. Deming, Richie E. Kohman, Bernard L. Schneider, Zhigang He, Jocelyn Bloch, Michael V. Sofroneau, Grégoire Courtin a Mark A. Anderson, 21. septembra 2023, Veda,
DOI: 10.1126/science.ad6412