Человеческие стволовые клетки дают возможность двигаться мыши с поврежденным спинным мозгом
Reeve-Irvine Research Center – одно из подразделений университета Калифорнии, научно-исследовательский центр, главная цель работы которого - найти возможности лечения травм спинного мозга. Центр основан при участии и назван в честь известного актера Кристофера Рива, парализованного в результате повреждения позвоночника и активно содействовавшего исследованиям в области использования стволовых клеток для лечения таких заболеваний. Рив верил, что благодаря новым технологиям лечения он сможет встать с инвалидного кресла, но не дожил до осуществления своих надежд. Но появляются все новые исследования, доказывающие, что эти надежды не были беспочвенными.
Было опубликовано уже достаточно много работ, результаты которых показывали восстановление двигательных функций у грызунов с травмами спинного мозга после инъекций стволовых клеток. Использовались клетки из различных источников, в том числе стволовые клетки пуповинной крови, предифференцированные в нейрональном направлении эмбриональные стволовые клетки, нейроны, дифференцированные из линии клеток эмбриональной тератокарциномы. Однако в большинстве случаев не приводится данных о долговременном выживании и дальнейшей судьбе донорских клеток, а также об их функциональной интеграции в нервную систему реципиента.
В недавно опубликованном исследовании, выполненном учеными Reeve-Irvine Research Center и компании StemCells Inc., не только было показано восстановление утраченных в результате повреждения спинного мозга функций, но и было доказано, что оно связано именно с интеграцией донорских клеток.
Человеческие стволовые клетки получали из фетального головного мозга и выращивали в виде нейросфер, а затем имплантировали иммуннодефицитной мыши с поврежденным спинным мозгом. Было показано, что донорские клетки выживали, мигрировали и экспрессировали специфические для нейронов и олигодендроцитов маркеры. После имплантации клеток у мышей наблюдалась ремиелинизация и восстановление нарушенных двигательных функций. После избирательного уничтожения донорских клеток при помощи дифтерийного токсина это улучшение исчезало. Ремиелинизация после трансплантации этих клеток наблюдалась и у миелин-дефицитных «дрожащих» мышей (модель рассеянного склероза). Данные электронной микроскопии свидетельствуют о формировании полноценных синапсов между донорскими человеческими клетками и нейронами спинного мозга мыши. Дифференцировка трансплантированных клеток в астроциты наблюдалась редко, и эти клетки не участвовали в формировании рубца.
Данные этой работы еще раз подтверждают, что стволовые клетки центральной нервной системы могут быть использованы для лечения болезней и травм головного и спинного мозга.
Human neural stem cells differentiate and promote locomotor recovery in spinal cord-injured mice.
Proc Natl Acad Sci U S A. 2005 Sep 19; [Epub ahead of print]
Cummings BJ,
Uchida N,
Tamaki SJ,
Salazar DL,
Hooshmand M,
Summers R,
Gage FH,
Anderson AJ.
Departments of Physical Medicine and Rehabilitation and Anatomy and Neurobiology and Reeve-Irvine Research Center, University of California, Irvine, CA 92697; StemCells, Inc., 3155 Porter Drive, Palo Alto, CA 94304.
We report that prospectively isolated, human CNS stem cells grown as neurospheres (hCNS-SCns) survive, migrate, and express differentiation markers for neurons and oligodendrocytes after long-term engraftment in spinal cord-injured NOD-scid mice. hCNS-SCns engraftment was associated with locomotor recovery, an observation that was abolished by selective ablation of engrafted cells by diphtheria toxin. Remyelination by hCNS-SCns was found in both the spinal cord injury NOD-scid model and myelin-deficient shiverer mice. Moreover, electron microscopic evidence consistent with synapse formation between hCNS-SCns and mouse host neurons was observed. Glial fibrillary acidic protein-positive astrocytic differentiation was rare, and hCNS-SCns did not appear to contribute to the scar. These data suggest that hCNS-SCns may possess therapeutic potential for CNS injury and disease.