Донорские нейроны восстанавливают работу мышц при боковом амиотрофическом склерозе
БАС (боковой амиотрофический склероз) является наиболее распространенной формой заболевания двигательных нейронов у взрослых. Ранней отличительной чертой БАС является разрушение нервно-мышечных соединений — связей между окончанием двигательного нерва и мышцей: сигнал от нервной системы слабеет и перестает передаваться. Это приводит к мышечной слабости, параличу и, в конечном счете, к преждевременной смерти. Средняя продолжительность жизни при БАС после появления первых симптомов составляет 20-48 месяцев.
Ученые из Университетского Колледжа Лондона показали на мышах, что можно восстановить соединение нейронов и мышц при прогрессирующей форме БАС.
Пересадка донорских нейронов
«Клеточные и молекулярные изменения, лежащие в основе дегенерации нейронов при БАС, чрезвычайно сложны и могут сильно различаться у отдельных пациентов», — поясняет соавтор исследования доктор Барни Брайсон.- «И сегодня не существует терапии, способной предотвратить прогрессирование симптомов у пациентов с БАС».
Брайсон и его коллеги ранее продемонстрировали стратегию преодоления мышечной денервации (разрыва между нейроном и мышцей) в модели мышечного паралича при повреждении нерва у мышей. Пересадить нейроны недостаточно, их еще надо «запустить».
Пересаженные двигательные нейроны были модифицированы таким образом, что стали чувствительными к свету. Для их запуска и тренировки использовалась световая стимуляция. В новом исследовании ученые применили эту стратегию для восстановления функции мышц при высокоагрессивной модели БАС у мышей.
Прежде всего, команда убедилась, что здоровые двигательные нейроны донора смогут выжить в процессе трансплантации и не будут атакованы иммунной системой реципиента. Не с первого раза, но ученым удалось отыскать специфическую форму иммунодепрессии и предотвратить отторжение трансплантата.
Нервные связи с мышцами-мишенями восстановит удалось, но сила мышечных сокращений, полученных в результате лечения, оставалась совсем слабой.
Световая тренировка
Формирование и поддержание нервно-мышечных соединений — процессы, зависящие от активности. Это означает, что без регулярной стимуляции трансплантированные двигательные нейроны могут выжить, но вряд ли сформируют зрелые нервно-мышечные соединения.
Поэтому для обеспечения регулярной стимуляции мышей использовали беспроводную систему оптической стимуляции, с помощью которой с мышами ежедневно в течение 1 часа проводили тренировки — вызывали регулярные мышечные сокращения. После 21 дня тренировок с использованием оптической стимуляции у мышей наблюдалось более чем 13-кратное улучшение силы мышечных сокращений.
Эти результаты имеют большое значение, поскольку показывают, что пораженные мышцы в мышиной модели БАС остаются восприимчивыми к соединению со здоровыми двигательными нейронами даже на поздних стадиях заболевания.
Переходим к человеку
Ученые отмечают, что предстоит преодолеть множество трудностей, прежде чем этот подход будет использован для восстановления функции мышц у пациентов с БАС. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы подтвердить, будет ли процедура трансплантации работать с человеческими двигательными нейронами и будет ли она достаточной для улучшения качества жизни пациента. Кроме того, необходимо проверить этот подход при других формах заболеваний двигательных нейронов, особенно при более длительной продолжительности жизни, чтобы подтвердить долгосрочную эффективность процедуры.
Сама идея пересадки нейронов еще недавно выглядела как что-то невероятное. Но ученым удалось не только пересадить нейроны от здорового донора, но и заставить их работать. Хотя до лечения человека, страдающего БАС, еще далеко, прорыв серьезный.