Urazy rdzenia kręgowego prowadzą zazwyczaj do trwałej niepełnosprawności. Dzieje się tak dlatego, że uszkodzeniom ulegają włókna nerwowe, co uniemożliwia mózgowi wysyłanie sygnałów do neuronów poniżej miejsca urazu. Ale dla pacjentów z tego typu urazami właśnie pojawiła się nowa nadzieja. Naukowcy opracowali terapię genową, która, jak pokazały testy na myszach, stymuluje odrost nerwów po urazach rdzenia kręgowego i pozwala na powrót do sprawności.
Aktualnie uszkodzenie rdzenia kręgowego jest tragedią. Konsekwencje są zazwyczaj poważne: od niedowładów różnych części ciała nawet do całkowitego paraliżu. Jednak dla dotkniętych takimi urazami właśnie pojawiło się światełko w tunelu. Nowe badania sugerują, że być może będziemy w stanie odtwarzać uszkodzone nerwy.
Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles (UCLA), Politechniki Federalnej w Lozannie (EPFL) oraz z Uniwersytetu Harvarda odkryli, że regeneracja włókien nerwowych w miejscach, gdzie naturalnie występują, może prowadzić do znaczącego przywrócenia funkcjonalności po uszkodzeniu rdzenia kręgowego. Tak przynajmniej działo się u gryzoni, na których prowadzono testy.
Opis i rezultaty badań ukazały się na łamach pisma „Science” (DOI: 10.1126/science.adi6412).
Badania mające na celu regenerację nerwów rdzenia kręgowego prowadzone były już wcześniej. Brakowało im jednak ostatecznej efektywności. Przykładowo w 2018 roku opublikowane zostały wyniki analiz, które ukierunkowane były na łączące komórki nerwowe maleńkie włókna zwane aksonami. Umożliwiają im one komunikowanie się ze sobą. Próbowano je odtwarzać w badaniach na gryzoniach z urazami rdzenia kręgowego. W istocie udało się doprowadzić do regeneracji aksonów w niektórych miejscach, w których doszło do ich uszkodzenia, jednakże nie spowodowało to, że owe gryzonie odzyskały możliwość normalnego funkcjonowania (więcej na ten temat w tekście: Opracowano metodę regeneracji nerwów po uszkodzeniu rdzenia kręgowego).
W nowej publikacji autorzy zauważyli, że w przypadku częściowego uszkodzenia rdzenia kręgowego, po początkowym paraliżu następuje spontaniczny powrót funkcji motorycznych. Jednakże po całkowitym uszkodzeniu rdzenia kręgowego naturalna naprawa nie następuje. Powrót do zdrowia po ciężkich urazach wymaga strategii promujących regenerację włókien nerwowych, ale warunki niezbędne do skutecznego przywrócenia funkcji motorycznych przez te strategie pozostawały nieuchwytne.
Wydaje się, że krokiem we właściwym kierunku powinna być zatem terapia w większym stopniu celowana. I nad taką terapią uczeni podjęli ostatnio pracę. Dążyć bowiem powinno się tutaj do tego, by do regeneracji aksonów dochodziło konkretnie w naturalnych obszarach ich występowania. W założeniu takie podejście powinno doprowadzić do znaczącego odzyskania możliwości poruszania się.
Badania w tym kierunku zostały najpierw przeprowadzone w odniesieniu do myszy. Zaczęto od przeprowadzenia analiz genetycznych, aby zidentyfikować te grupy komórek nerwowych, które samoistnie regenerują się po częściowym uszkodzeniu rdzenia kręgowego.
W międzyczasie potwierdzono to, czego można się było spodziewać: sama regeneracja aksonów bynajmniej nie poprawiała stanu zdrowia „pacjenta”. Regenerowane aksony potrzebują do tego jeszcze odpowiedniego pokierowania.
- Nasze obserwacje nie tylko ujawniły konkretne aksony, które muszą się regenerować, ale także pokazały, że aksony te muszą ponownie połączyć się ze swoimi naturalnymi miejscami docelowymi, aby przywrócić funkcje motoryczne – przyznał Jordan Squair, współautor publikacji.
Zmieniono zatem podejście. Tym razem posłużono się chemicznymi sygnałami, aby przy ich pomocy „oddelegować” regenerujące się aksony do ich naturalnego obszaru w rdzeniu kręgowym na odcinku lędźwiowym. I okazało się to strzałem w dziesiątkę. Oto bowiem w mysim modelu całkowitego uszkodzenia rdzenia kręgowego występowała poprawa w zakresie ich zdolności poruszania się.
Naukowcy aktywowali programy wzrostu w zidentyfikowanych neuronach myszy, aby zregenerować ich włókna nerwowe. Podwyższyli poziom określonych białek, aby wspomóc wzrost neuronów, a także podali cząsteczki kierujące, aby przyciągnąć regenerujące się włókna nerwowe do naturalnych obszarów ich występowania.
- Nasze badanie dostarcza kluczowych informacji na temat zawiłości regeneracji aksonów i wymagań dotyczących powrotu do funkcjonalności po urazach rdzenia kręgowego – powiedział dr Michael Sofroniew z UCLA, współautor nowego badania. - Podkreśla to konieczność nie tylko regeneracji aksonów w obrębie zmian chorobowych, ale także aktywnego kierowania nimi, aby dotarły do swoich naturalnych obszarów docelowych – dodał.
To dla świata nauki i medycyny jest istotna informacja i może doprowadzić do znaczącego postępu w neurologii. Dzięki temu możliwe będzie opracowywanie terapii, które w przyszłości będą mogły być ukierunkowane na przywrócenie normalnych funkcji neurologicznych po różnorakich urazach. A wiele osób z pewnością czeka na takie rozwiązania.
Zresztą możliwości, jakie otwierają się dzięki temu przed medycyną nie ograniczają się tylko do tego typu uszkodzeń i będą mogły zostać użyte także na na innych polach, w kontekście chociażby chorób centralnego układu nerwowego. Jednakże zastosowanie tej metody w odniesieniu do ludzi stanowić będzie pewne wyzwanie. Będzie to bowiem proces o wiele bardziej skomplikowany, ponieważ w porównaniu do myszy, wchodzący w grę dystans, gdzie należałoby zregenerować aksony, będzie znacznie większy. Konieczne zatem będzie opracowanie w tym celu stosownych strategii.
Źródło: University of California, Los Angeles, Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, fot. EPFL/ .Neurorestore. Na zdjęciu wizualizacja rdzenia kręgowego ze zregenerowanymi odcinkami.
