О том, что перспективы восстановления у спинальных больных есть
Травма спинного мозга (ТСМ) часто приводит к инвалидности и серьезно снижает качество жизни. Несмотря на то, что десятилетия исследований позволили добиться значительного прогресса в регенерации аксонов после травмы спинного мозга, большинство вмешательств не нашли воплощения в клинической терапии. Одна из основных причин сложности лечения травмы спинного мозга может быть связана с тем, что многие нейроны теряются во время травмы, что приводит к необратимой потере нервной функции.
В последнем выпуске журнала Frontiers in Cell and Developmental Biology, за 16 декабря 2020 года, исследовательская группа под руководством профессора Гун Чена из Университета Цзинань, Гуанчжоу, Китай, сообщила об инновационном подходе к генной терапии для регенерации новых функциональных нейронов с использованием местных глиальных клеток в травмированном спинном мозге, давая новую надежду миллионам пациентов с травмой спинного мозга во всем мире.
В отличие от классических подходов к ТСМ, которые в основном сосредоточены на стимулировании регенерации аксонов или приживлении внешних стволовых клеток, профессор Чен и его команда используют внутренние глиальные клетки в поврежденном спинном мозге и напрямую преобразуют их в новые функциональные нейроны.
Ранее команда Чена опубликовала серию статей, демонстрирующих, что сверхэкспрессия фактора нейральной транскрипции NeuroD1 или NeuroD1 плюс Dlx2 может превращать реактивные астроциты в нейроны в мышиных моделях болезни Альцгеймера, ишемического инсульта или болезни Хантингтона. Недавно они продвинули эту технологию на приматах, продемонстрировав прямое преобразование реактивных астроцитов в нейроны в мозге макак-резусов.
В этой работе профессор Чен и его команда расширили свою нейрорегенеративную технологию от головного до спинного мозга. Сначала они демонстрируют, что сверхэкспрессия NeuroD1 при делении реактивных астроцитов через ретровирус может успешно преобразовывать астроциты в нейроны в поврежденном спинном мозге.
Преимущество использования ретровирусов состоит в том, что они экспрессируют здесь только трансген, такой как NeuroD1, в делящихся глиальных клетках, но не в неделящихся нейронах, что исключает возможность прямой экспрессии NeuroD1 в уже существующих нейронах.
Чтобы повысить эффективность нейрональной конверсии и проложить путь для будущего трансляционного применения, Чен и его команда дополнительно разработали аденоассоциированную вирусную систему (AAV) для доставки NeuroD1 как к делящимся, так и к неделящимся астроцитам под контролем астроцитарного промотора GFAP и подтвердили прямое преобразование астроцитов в нейроны в спинном мозге.
Вектор AAV обычно используется для генной терапии из-за его относительно низкой иммуногенности и высокой эффективности распространения в различных тканях, включая нервную ткань.
Интересно, что Чен и его команда обнаружили, что один NeuroD1 генерировал в основном возбуждающие глутаматергические нейроны, тогда как добавление другого фактора транскрипции Dlx2 значительно увеличивало долю ингибирующих ГАМКергических нейронов, указывая на то, что использование различных комбинаций факторов транскрипции может генерировать разные подтипы нейронов.
Другой важный фактор, влияющий на судьбу нейронов после преобразования - это местная среда. Команда Чена разработала ряд параллельных сравнительных экспериментов, введя один и тот же вектор NeuroD1 в кору или спинной мозг мыши. Через месяц они обнаружили, что нейроны, преобразованные из кортикальных астроцитов, показывают маркеры нейронов коры, но не маркеры спинного мозга, тогда как нейроны, преобразованные из астроцитов спинного мозга, показывают маркеры спинномозговых нейронов, но не кортикальные маркеры, что указывает на важность локальной среды в формировании судьбы нейронов после конверсия.
Важно отметить, что Чен и его коллеги исследовали временное окно нейрональной конверсии до и после образования глиального рубца после ТСМ. Они проверили эффективность конверсии реактивных астроцитов через 10 дней по сравнению с таковыми через 4 месяца после травмы после травмы, когда глиальный рубец был хорошо сформирован.
И САМОЕ, ЧТО ВАЖНОЕ!!! Команда Чена продемонстрировала высокую эффективность конверсии не только в краткосрочной перспективе, но и после длительного перерыва после травмы.
Эти исследования подтверждают концепцию того, что технология преобразования астроцитов в нейрон in vivo может быть потенциально использована в качестве терапевтических вмешательств для регенерации новых функциональных нейронов с целью восстановления утраченных нейронных функций после травмы спинного мозга.