Учёные обратили повреждения от инсульта вспять с помощью стволовых клеток

На изображении показан корональный срез мозга мыши после инсульта и трансплантации нейральных стволовых клеток. Пунктирный круг указывает на область инсульта. Нейритные проекции трансплантированных человеческих клеток окрашены в тёмно-коричневый цвет. Нейриты простираются локально в кору (CX), а также через мозолистое тело (CC) в другое полушарие мозга. Предоставлено: Университет Цюриха.

Исследователи из Университета Цюриха сообщают, что трансплантация стволовых клеток может обратить вспять повреждения от инсульта. Полезные эффекты включают регенерацию нейронов и восстановление моторных функций, что знаменует собой веху в лечении заболеваний мозга.

Каждый четвёртый взрослый человек в течение жизни переносит инсульт, и примерно у половины из них остаются остаточные повреждения, такие как паралич или нарушение речи, поскольку внутреннее кровотечение или недостаток кислорода необратимо убивают клетки мозга. В настоящее время не существует терапий для восстановления такого рода повреждений. «Именно поэтому крайне важно разрабатывать новые терапевтические подходы для потенциальной регенерации мозга после болезней или несчастных случаев», — говорит Кристиан Такенберг, научный руководитель отдела в группе нейродегенерации Института регенеративной медицины Университета Цюриха (UZH).

Нейральные стволовые клетки обладают потенциалом для регенерации тканей мозга, как убедительно показала команда под руководством Такенберга и постдока Ребекки Вебер в двух исследованиях, проведённых в сотрудничестве с группой Руслана Руста из Университета Южной Калифорнии. «Наши выводы показывают, что нейральные стволовые клетки не только образуют новые нейроны, но и индуцируют другие процессы регенерации», — говорит Такенберг.

Исследования использовали человеческие нейральные стволовые клетки, из которых могут формироваться различные типы клеток нервной системы. Стволовые клетки были получены из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, которые, в свою очередь, могут быть созданы из обычных человеческих соматических клеток. Для своего исследования учёные вызвали постоянный инсульт у мышей, характеристики которого близко напоминают проявление инсульта у людей. Животные были генетически модифицированы, чтобы они не отторгали человеческие стволовые клетки.

Через неделю после индукции инсульта исследовательская команда трансплантировала нейральные стволовые клетки в повреждённую область мозга и наблюдала за последующими изменениями с помощью различных методов визуализации и биохимического анализа. «Мы обнаружили, что стволовые клетки выживали в течение всего пятинедельного периода анализа, и большинство из них превратились в нейроны, которые фактически даже общались с уже существующими клетками мозга», — говорит Такенберг.

Исследователи также обнаружили другие маркеры регенерации: новообразование кровеносных сосудов, ослабление процессов воспалительного ответа и улучшение целостности гематоэнцефалического барьера. «Наш анализ выходит далеко за рамки других исследований, которые фокусировались на немедленных эффектах сразу после трансплантации», — поясняет Такенберг. К счастью, трансплантация стволовых клеток у мышей также обратила вспять моторные нарушения, вызванные инсультом. Доказательство этому было частично получено с помощью анализа походки мышей, проводимого с помощью ИИ.

При проектировании исследований Такенберг уже держал в поле зрения клиническое применение на людях. Именно поэтому, например, стволовые клетки были изготовлены без использования реагентов животного происхождения. Цюрихская исследовательская группа разработала для этого определённый протокол в сотрудничестве с Центром исследований и применения iPS-клеток (CiRA) при Университете Киото. Это важно для потенциального терапевтического применения у людей. Ещё одно новое открытие показало, что трансплантация стволовых клеток работает лучше, когда она проводится не сразу после инсульта, а неделю спустя, как подтвердило второе исследование. В клинических условиях этот временной промежуток может значительно облегчить подготовку и проведение терапии.

Несмотря на обнадёживающие результаты исследований, Такенберг предупреждает, что работа ещё не завершена. «Нам нужно минимизировать риски и упростить потенциальное применение у людей», — говорит он. Группа Такенберга, снова в сотрудничестве с Русланом Рустом, в настоящее время работает над своего рода системой «предохранительного выключателя», которая предотвращает неконтролируемый рост стволовых клеток в мозге. Также разрабатывается доставка стволовых клеток через эндоваскулярную инъекцию, что было бы гораздо более практичным, чем трансплантация в мозг. Первые клинические испытания с использованием индуцированных стволовых клеток для лечения болезни Паркинсона у людей уже ведутся в Японии, сообщает Такенберг. «Инсульт может стать одним из следующих заболеваний, для которых станет возможным клиническое испытание».