Исследователи пересадили клетки, способные формировать специализированные клетки поддержки мозга, в мозг мышей и обнаружили, что они не только конкурировали с нездоровыми и заменяли их твои клетки, но и состарившиеся. Полученные данные открывают двери для разработки эффективного лечения ряда состояний, таких как рассеянный склероз, БАС, болезнь Альцгеймера, аутизм и шизофрения.
«Глиальные клетки» — это общий термин для клеток, которые являются системой поддержки нервных клеток (нейронов). Клетки-предшественники являются потомками стволовых клеток, которые могут дифференцироваться в определенные типы клеток, а в случае глиальных клеток человеческие глиальные клетки-предшественники (hGPC) дифференцируются в подтипы, включая астроциты и олигодендроциты, специализированные для определенных функций.
Астроциты составляют большую часть клеток нашей центральной нервной системы, обеспечивая поддержку и защиту нейронов, транспортируя питательные вещества и удаляя отходы. Олигодендроциты откладывают и поддерживают богатую липидами изолирующую оболочку, называемую миелином, вокруг некоторых аксонов, части нейрона, которая соединяется с другим нейроном и обеспечивает передачу нервных импульсов.
Дисфункциональные астроциты и олигодендроциты связаны с некоторыми нейродегенеративными и психоневрологическими состояниями. Учитывая способность hGPC давать новые астроциты и олигодендроциты, исследователи из Университета Копенгагена, Дания, изучили, как трансплантация здоровых hGPC может помочь восстановить функцию мозга.
Ранее исследователи продемонстрировали, что здоровые глиальные клетки человека заменяют нездоровые глиальные клетки мыши при трансплантации мышиным моделям болезни Хантингтона, редкого и смертельного наследственного заболевания, вызывающего прогрессирующее разрушение нейронов.
В текущем исследовании они хотели увидеть, могут ли здоровые человеческие клетки заменить больные человеческие клетки. Итак, они вводили здоровые hGPC «химерным» мышам, которым вводили стволовые клетки, полученные от людей с болезнью Гентингтона. Исследователи обнаружили, что здоровые клетки догнали и полностью заменили больные.
«Мы трансплантировали здоровые человеческие клетки мышам, которые были «очеловечены» мутантной глией, экспрессирующей Хантингтон, и здоровые глиальные клетки вытеснили больную глию и заменили ее, фактически уничтожив больную глиальную популяцию», — сказал Стивен Голдман, соответствующий автор исследования.
Интересно, что исследователи обнаружили, что когда более молодые донорские hGPC были введены в мозг гуманизированных мышей, они конкурировали со здоровыми, не больными, но состарившимися клетками и заменяли их. Исследователи говорят, что их выводы о том, что здоровые hGPC заменяют как больные, так и состарившиеся клетки, имеют важное значение, подчеркивая потенциал для разработки методов лечения, которые можно было бы использовать в широком диапазоне сценариев.
«Это говорит нам о том, что речь идет не только о том, чтобы здоровые клетки превзошли больные клетки при болезни Гентингтона, но и о том, что это гораздо шире с точки зрения его потенциального использования, потому что мы можем работать со всеми видами заболеваний, где у нас есть старые или больные глиальные популяции», — сказал Голдман. «Преимущество является значительным с точки зрения того, куда это может пойти, потому что существуют всевозможные заболевания глиальных клеток».
Глиальные клетки имеют решающее значение для развития некоторых невропатологий. Нейродегенеративные состояния, такие как боковой амиотрофический склероз (БАС), иначе известный как болезнь Лу Герига, эпилепсия, рассеянный склероз (РС), болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера, связаны с дисфункцией глиальных клеток. Как и нейропсихиатрические расстройства, расстройство аутистического спектра (РАС), биполярное расстройство и шизофрения.
«Если мы сможем заменить больные и состарившиеся клетки, то сможем восстановить некоторые аспекты нормальной функции при этих дегенеративных заболеваниях, как мы видели на наших экспериментальных моделях болезни Хантингтона», — сказал Голдман. «Но это в основном доказательство принципа, потому что мы думаем, что то же самое будет работать и при некоторых других заболеваниях. При БАС, некоторых лобно-височных деменциях и даже при некоторых наследственных шизофрениях, а также при заболеваниях миелина и возрастной потере белого вещества».
Исследователи предлагают провести клинические испытания для проверки эффективности трансплантации hGPC при болезни Хантингтона и двух других заболеваниях: первично-прогрессирующем рассеянном склерозе (PPMS) и болезни Пелизеуса-Мерцбахера (PMD). В то время как у большинства людей с РС наблюдаются приступы рецидива, за которыми следует ремиссия, около 15% имеют ППРС, при котором болезнь неуклонно прогрессирует без периодов ремиссии. ПМД — это редкое прогрессирующее генетическое заболевание, которое повреждает олигодендроциты, что приводит к ухудшению координации, двигательных и когнитивных функций.
Исследователи надеются провести клинические испытания на людях в течение следующих нескольких лет.
«Всё ещё впереди, — сказал Голдман. «Мы по-прежнему должны быть абсолютно уверены в долгосрочной безопасности клеток после их пересадки. Но мы ожидаем получить эти данные примерно через полтора года. В этот момент мы, надеюсь, сможем получить разрешение на исследование пациентов, поэтому я надеюсь, что мы сможем начать испытания этого подхода в течение двух лет».
Исследование было опубликовано в журнале Nature Biotechnology.
