Генетична терапія дала змогу знову бігати мишам із пошкодженим спинним мозком. Це стало можливим завдяки спеціально розробленому нейромедіатору, що активує ріст нервових клітин у стовбурі головного мозку та спинному мозку. Через кілька тижнів хворі миші знову почали бігати. Чи таке лікування виявиться ефективним щодо давніх пошкоджень спинного мозку і на людях взагалі, потрібно ще з’ясувати.
Зображення: libre de droit/ iStock
Коли в результаті нещасного випадку спинний мозок розривається або пошкоджується, це часто не піддається лікуванню і, як наслідок, настає параліч кінцівок. На відміну від інших тканин, нервові закінчення (аксони) центральної нервової системи не відновлюються.
Зараз здійснюють перші спроби обійти цей механізм, зокрема через ін’єкції стовбурових клітин, дію електродів, а також комбінацією електростимуляції та тренінгу, що можуть спровокувати ріст нервів «в обхід».
Ще один метод терапії застосували вчені на чолі з Марком Ляйбінгером (Marco Leibinger) з Рурського Університету в Бохумі: вони шукали можливість усунути блокування нервового росту генетичною терапією. З попередніх досліджень відомо, що аксони центральної нервової системи позбавлені певних рецепторів, на які могли б впливати нейромедіатори, що стимулюють ріст. Крім того, у них активується інгібітор, що додатково заважає регенерації.
Аби це змінити, науковці розробили молекулу, яка містить нейромедіатор Інтерлейкін-6, що спонукає ріст, та його рецептор. Таке поєднання дало змогу нейромедіатору впливати на нейрони центральної нервової системи. «Тут йдеться про так званий конструктор цитокін, тобто його немає в природі, його творять з допомогою генетичних технологій», – пояснив колега Ляйбінгера та провідний автор дослідження Дітмар Фішер (Dietmar Fischer).
Другим визначальним кроком було вживлення цього змодельованого нейромедіатора в мозок тварини з допомогою генної терапії: для цього науковці оснастили нешкідливий вірус носіями генетичної схеми гіпер-Інтерлейкіну-6. Такий генетичний транспорт може переносити ДНК-інструкції до мотонейронів мозку, нервових клітин, що керують рухом. Після цього ці нейрони зможуть самі продукувати нейромедіатор. Це відновить ріст нервових закінчень в спинному мозку та вилікуає нервові пошкодження – теоретично.
Чи це спрацює на практиці, Ляйбінгер та його команда перевірили на мишах. Під наркозом їхніх спинний мозок пошкодили в такий спосіб, що в тварин паралізувало задні лапки. Через день після пошкоджень тварини отримали шприц генної терапії з вірусом безпосередньо в моторну зону їхнього головного мозку.
Безпосередньо після пошкодження спинного мозку задні лапки мишей були цілком паралізовані – так і залишилося в контрольованій групі. Але не в мишей, що пройшли генетичну терапію: вже через два-три тижні вони почали ставати на задні лапки, робити кроки та підводитися. «Одна тварина з цієї групи знову змогла контролювати передні та задні лапки», – повідомили вчені.
Детальніші дослідження засвідчили, що аксони центральної нервової системи в тварин, які пройшли лікування, виросли до 7 міліметрів. Цікаво, що це поширилося і на процеси в ділянках, куди не вводили ін’єкцію. Змодельований нейромедіатор досягнув інших ділянок мозку та стовбура головного мозку, з’ясували Ляйбінгер та його колеги.
«Так генетична терапія стимулювала кілька нервових клітин, аксональну регенерацію різноманітних нервових клітин і численні моторні шляхи в спинному мозку водночас, – пояснив Фішер. – Це врешті дало змогу раніше паралізованим тварини знову почали бігати через два-три тижні. Спочатку ми були дуже здивовані, адже після цілковитого паралічу кінцівок такого ще ніколи не було».
На думку науковців, це дуже перспективний результат. Тепер вони хочуть дослідити, чи їхній метод генної терапії можна ще більше оптимізувати шляхом комбінування з іншими методами. Крім того, вчені хотіли б відповісти на важливе питання: чи лікування працюватиме в тих випадках, коли пошкодження спинного мозку є давніми. «Цей аспект буде особливо релевантним у випадку застосування лікування на людях», – сказав Фішер.
Чи метод коли-небудь в майбутньому зможе допомагати людям з паралічем, треба ще перевірити. «Ми ступаємо на недосліджену наукову територію, – наголосив Фішер. – Наступні дослідження повинні, зокрема, продемонструвати, чи перенесення цього нового методу на людину в майбутньому стане можливим».
Nadja Podbregar
Gentherapie lässt gelähmte Mäuse wieder laufen
Nature Communications, Ruhr-Universität Bochum, 19.01.2021; doi: 10.1038/s41467-020-20112-4
Зреферувала С.К.
27.01.2021