Ученые из швейцарской компании NeuroRestore сообщили в журнале Science, что они разработали генную терапию, которая, как было доказано на мышах, стимулирует регенерацию нервов при травмах спинного мозга и направляет нервы на воссоединение с их естественными целями, тем самым восстанавливая подвижность.
Визуализация всего спинного мозга регенеративных процессов нижнегрудного отдела спинного мозга, проецирующихся на ходячий исполнительный центр. Источник изображения: EPFL/.Neurorestore
Когда части спинного мозга повреждаются у мышей и людей, за первоначальным параличом следует повсеместное спонтанное восстановление двигательных функций. Однако после полной травмы спинного мозга естественного восстановления спинного мозга не происходит, и выздоровление невозможно. Эффективное восстановление после тяжелой травмы требует стратегий, способствующих регенерации нервных волокон, но условия, необходимые для успешного восстановления двигательной функции этими стратегиями, остаются неясными.
«Пять лет назад мы продемонстрировали, что нервные волокна могут регенерировать при анатомически неповрежденных повреждениях спинного мозга», — сказал Марк Андерсон, старший автор исследования. «Но мы также поняли, что этого недостаточно для восстановления двигательной функции, поскольку новые волокна не смогли подключиться к правильному месту на другой стороне поражения». Андерсон — директор отдела регенерации ЦНС в NeuroRestore и ученый в Центре биологической и нейронной инженерии Висса.
Визуализация всего пучка регенерации нижнего грудного отдела спинного мозга, проецируемая на ходячий исполнительный центр. Источник изображения: EPFL/.Neurorestore
Работая с коллегами из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) и Гарвардской медицинской школы, ученые использовали современное оборудование в Биотехнологическом центре кампуса EPFL в Женеве, чтобы провести углубленный анализ и определить, какие типы нейронов участвуют в естественном восстановлении спинного мозга после частичной травмы спинного мозга. Джордан Сквайр, первый автор исследования, сказал: «Наши наблюдения с использованием секвенирования одноклеточной ядерной РНК не только выявили конкретные аксоны, которые должны регенерировать, но также показали, что эти аксоны должны воссоединиться со своими естественными мишенями, чтобы восстановить двигательную функцию». Результаты исследовательской группы были опубликованы в выпуске журнала Science от 22 сентября 2023 года.
Их результаты обеспечивают основу для разработки многосторонней генной терапии. Ученые активировали программу роста идентифицированных нейронов у мышей для регенерации нервных волокон; повышенная регуляция специфических белков для поддержки роста нейронов в центре поражения; и вводили направляющие молекулы для привлечения регенерирующих нервных волокон к естественным мишеням под очагом поражения. «Мы были вдохновлены природой, когда разработали стратегию лечения, которая воспроизводит некоторые механизмы восстановления спинного мозга, которые возникают спонтанно после травмы», — сказал Сквайр.
Визуализация всего спинного мозга регенеративных процессов нижнегрудного отдела спинного мозга, проецирующихся на ходячий исполнительный центр. Источник изображения: EPFL/.Neurorestore
Мыши с анатомически полным повреждением спинного мозга восстановили способность ходить и демонстрировали походку, аналогичную походке мышей, которые вернулись к естественной ходьбе после частичной травмы. Это наблюдение раскрывает неизвестное условие успешного восстановления двигательной функции после нейротравмы регенеративной терапией. «Мы надеемся, что наша генная терапия будет работать в синергии с другими нашими процедурами, включающими электрическую стимуляцию спинного мозга», — сказали Грегуар Куртин и Жоселин Блох, старшие авторы исследования и руководители NeuroRestore. «Мы считаем, что полное решение проблемы лечения травмы спинного мозга требует двух подходов: генной терапии для восстановления соответствующих нервных волокон и стимуляции спинного мозга для максимизации способности этих волокон и спинного мозга генерировать движение в месте травмы».
Хотя необходимо преодолеть множество препятствий, прежде чем этот тип генной терапии можно будет использовать на людях, ученые сделали первые шаги и разрабатывают необходимые технологии, чтобы воплотить этот подвиг в реальность в ближайшие годы.