Революционный эксперимент:в Израиле впервые пересадят искусственный спинной мозг⁠⁠

Сине-белое открытие даёт надежду парализованным людям.

Израильская группа исследователей из Тель-Авивского университета успешно вырастила стволовые клетки спинного мозга человека. После того, как эксперименты на животных дали удовлетворительные результаты, Министерство здравоохранения недавно одобрило проведение испытаний на людях, и исследователи настроены оптимистично.

Профессор Таль Двир, главный научный сотрудник биотехнологической компании Trisself: «Мы показали, что можем лечить животных с хроническими травмами. Более 80% животных успешно вернулись к ходьбе»

Представьте себе реальность, в которой человек, потерявший способность ходить из-за войны, несчастного случая или травмы, переносит операцию и снова встаёт на ноги. Команда учёных и исследователей из Израиля приближает эту мечту к реальности.

Три года назад группе исследователей из Тель-Авивского университета впервые удалось создать спинной мозг человека в лабораторных условиях. С тех пор исследования стремительно развивались, и результаты экспериментов на животных показали беспрецедентный успех. Теперь, как стало известно Ynet, приближается реальная фаза испытаний: первая операция на людях, которая сможет вернуть парализованного человека на ноги примерно за год.

Разработкой руководит профессор Таль Двир из Центра регенеративной биотехнологии «Сагол», руководитель Центра нанотехнологий Тель-Авивского университета и главный научный сотрудник биотехнологической компании Trisself. Компания была основана в 2019 году на основе революционной технологии органной инженерии, разработанной Двиром и его командой в университете, по лицензионному соглашению, подписанному через Ramot, компанию Тель-Авивского университета, занимающуюся коммерциализацией.

Посмотрите объяснение процедуры профессором Талем Двиром

ВИДЕО

«Спинной мозг состоит из нервных клеток, которые передают электрические сигналы от головного мозга во все части тела. Решение принимается в головном мозге, электрический сигнал передаётся из головного мозга в спинной мозг, а оттуда возникают нейроны, активирующие мышцы во всех частях тела», — объясняет профессор Двир.

«Когда спинной мозг разрывается вследствие травмы, например, автомобильной аварии, падения или боевой травмы, эта цепь прерывается. Представьте себе перерезанный электрический кабель: когда две его части не соприкасаются, электрический сигнал не проходит. Кабель не проводит электричество, и человек просто не сможет передать сигнал за пределы места травмы».

В этом и заключается главная сложность. Это одно из немногих повреждений в организме, которое не способно к естественной регенерации. «Нейроны — это клетки, которые не делятся и не обновляются. Они не похожи на клетки кожи, которые способны восстанавливаться после повреждения.

Они похожи на клетки сердца: как только возникает повреждение, организм не может его восстановить», — объясняет профессор Двир, — «поэтому повреждение только усугубляется, пока не достигнет определённой точки стабилизации. Оно не продолжает расти, но даже тогда оно уже очень значительно».

Позже вся область покрывается рубцами. Нейроны больше не могут передавать электрический сигнал простым способом сверху вниз, и человек парализуется от области травмы вниз. Если травма в области шеи, парализуются все четыре конечности. Если в области талии, ноги не будут двигаться, и так далее.

Создать спинной мозг человека в лаборатории

Профессор Двир начал разработку технологии несколько лет назад, когда она уже применялась к сердцу и другим тканям. Только в 2018 году исследовательская группа начала применять её к спинному мозгу. По его словам, идея проста для понимания, но сложна в реализации. «Цель — создать небольшой фрагмент спинного мозга, который будет вести себя так же, как настоящий. Мы можем взять эту искусственную ткань и имплантировать её на место повреждённого участка. Мы очищаем весь образовавшийся рубец, вставляем ткань, и в конечном итоге происходит сращение новой ткани с областями выше и ниже места повреждения»

Он добавляет: «Если вернуться к образу порванного электрического кабеля, то в данной ситуации мы имеем два порванных куска кабеля, которые могут передавать электричество, но между ними есть зазор. Как только в эту область вставляется проводник, обе стороны могут продолжать общаться. Именно это мы и делаем с небольшой тканью, которую мы создаём. Мы просто производим эту ткань и имплантируем её в повреждённый участок, чтобы произошло слияние, и электрический сигнал смог пройти должным образом»

Профессор Тал Двир: «Мы берём у пациента жировую ткань, из которой выделяют различные вещества, такие как коллагены и сахара. На основе этих веществ мы создаём специальный гель. Мы берём клетки, которые мы превратили в эмбриональные стволовые клетки, помещаем их в этот гель и имитируем эмбриональное развитие спинного мозга».

Как это происходит на самом деле?

Профессор Двир объясняет, что ткани, передающие электрический сигнал, должны быть адаптированы. «Как только мы получаем их из другого источника и пересаживаем, может возникнуть реакция иммунной системы. Организм не распознаёт эти клетки, и даже если ткань хорошая, иммунная система создаёт вокруг имплантата слой – фиброзный, состоящий из коллагена и других веществ.

Проблема в том, что этот слой препятствует прохождению электрического сигнала. Это происходит практически со всеми имплантатами, которые мы вставляем в организм – грудными имплантатами, кардиостимуляторами. Но когда речь идёт о тканях, передающих электрический сигнал, этот слой изолирован и нарушает его функцию»

Чтобы решить эту проблему, команде Matriself требовалось персонализированное решение.«Мы берём клетки крови у самого пациента. Клетки крови, конечно, не нейроны, но мы используем технологию, которая принесла разработчикам Нобелевскую премию в 2012 году. Мы проводим процесс, называемый перепрограммированием — генной инженерией клеток, которая в конечном итоге заставляет их вести себя как эмбриональные стволовые клетки. То есть они приобретают способность превращаться в любые типы клеток организма».

В течение года: трансплантация спинного мозга первому пациенту

На следующем этапе, объясняет профессор Двир, цель — создать полноценную ткань. «Ткань — это не просто клетки. Если мы возьмём клетки, даже здоровые нейроны, и введем их, они не станут тканью. Это отдельные клетки, которые умрут. Они должны быть упорядочены и организованы».

Чтобы избежать этого, исследовательская группа берёт у пациента жировую ткань, из которой выделяют различные вещества, такие как коллагены и сахара. На основе этих веществ они создают специальный гель. «Преимущество этого геля в том, что он такой же индивидуальный, как и клетки. Мы берём клетки, которые мы превратили в эмбриональные стволовые клетки, помещаем их в этот гель и имитируем эмбриональное развитие спинного мозга»

Вот как в конечном итоге создаётся полноценный трёхмерный имплантат. «В конце процесса мы не просто превращаем клетки в двигательные нейроны (потому что, как я уже говорил, одни только клетки нам не помогут), а в трёхмерную ткань: нейронные сети спинного мозга. Через месяц получается трёхмерный имплантат с множеством нейронов, передающих электрические сигналы. Мы имплантируем эти трёхмерные ткани в повреждённую область».

Чтобы проверить эффективность разработки, исследователи начали с лабораторных животных, и вот тут-то и произошло нечто удивительное. «Мы показали, что можем лечить животных с хроническими травмами. Не только тех, кто получил травму, но и тех, кто ждал достаточно долго, например, человека, получившего травму больше года назад. Более 80% животных полностью восстановили способность ходить».

Профессор Таль Двир: «Мы, конечно же, решили, что первым пациентом будет израильтянин. Что касается меня, то нет никаких сомнений, что первыми пациентами будут израильтяне, как потому, что мы израильтяне, и эта технология была разработана здесь, так и потому, что я доверяю израильским хирургам, которые сделают всё наилучшим образом».

Теперь, как уже упоминалось, исследования переживают следующий и захватывающий этап — трансплантацию спинного мозга человеку. «Мы представили результаты Министерству здравоохранения Израиля, объяснили суть нашей работы, и полгода назад получили принципиальное одобрение на начало сострадательных испытаний на восьми пациентах.

Мы, конечно же, решили, что первым пациентом будет израильтянин. Что касается меня, то нет никаких сомнений в том, что первыми пациентами будут израильтяне, как потому, что мы израильтяне, и эта технология была разработана здесь, так и потому, что я доверяю израильским хирургам, которые сделают всё наилучшим образом. С тех пор мы уже получили дополнительное принципиальное одобрение от Министерства здравоохранения на начало процесса забора крови, как только будет найден и одобрен первый пациент».

Есть ли какие-то ограничения?

«Эта технология хорошо подходит для людей, которые долгое время были хронически парализованы. Но чтобы не начинать с самых сложных случаев, мы начнём с пациентов, чьи травмы были относительно недавними (примерно до года). После того, как мы докажем эффективность лечения – всё будет открыто – мы сможем работать с любой травмой. На этом этапе нам придётся сесть и определить критерии: возраст пациента и место его парализации. Но в конечном счёте, я верю, что технология будет полезна всем парализованным людям».

За этим шагом стоят и другие ключевые фигуры. Генеральный директор компании — Гил Хаким, сам профессор Двир основал Matriself совместно с доктором Алоном Синаем, а научными разработками руководит доктор Тамар Харель-Адар и её команда. «Им удалось так быстро добиться получения разрешений — и это удивительно», — заключает профессор Двир.

ЧИТАЙ ПО теме;

Ученые ТАУ успешно провели первую в мире 3D-трансплантацию ткани спинного мозга человека. Парализованные будут ходить!

Перевод с иврита

ИСТОЧНИК

ИСТОЧНИК