Исследователи успешно разработали нервные трансплантаты, которые предназначены для лечения болезни Паркинсона. Пересадка нейронов обычно сопровождается последующей атакой иммунной системы на новые клетки. Но, согласно новому исследованию, исследователям удалось создать клетки «невидимые для иммунитета». Это не только улучшает результативность операции, но и создает условия, при которых больше не нужны рискованные препараты против отторжения.
Клеточная терапия и пересадка нейронов
С постоянным прогрессом в области медицинских технологий клеточная терапия с использованием продуктов из стволовых клеток [1], становится реалистичной перспективой для лечения многих заболеваний. Включая болезнь Паркинсона, в случае с которой доклинические и клинические исследования уповают на использование нервных или нейронных трансплантатов.
Большая проблема с трансплантатами в том, что для тела они остаются инородными объектами, и если не давать препараты против отторжения, иммунная система будет их отторгать. Исследование, проведенное Институтом неврологии и психического здоровья Флори (ИНПЗФ) в Австралии, предлагает готовое решение [2], чтобы избежать этой проблемы.
Болезнь Паркинсона приводит к гибели определенных нервных клеток — нейронов, что приводит к появлению симптомов, включающих трудности с движением, тремор, скованность и нарушение равновесия. Нейронная трансплантация — это новый метод лечения, позволяющий заменить эти мертвые нейроны. Испытания по пересадке человеческих нервных клеток проводятся за рубежом, но, как и при других типах пересадки органов или клеток, нам необходимо остановить отторжение трансплантата организмом. Решение простое: иммунодепрессанты несколько раз в день. К сожалению, эти препараты несут свои собственные риски и побочные эффекты
Профессор Клэр Пэриш, заместитель директора ИНПЗФ, ведущая автор исследования.
Плюрипотентные стволовые клетки и пересадка нейронов
При нейронной трансплантации, полученной из стволовых клеток, используются человеческие плюрипотентные стволовые клетки (hPSCs). Подробнее об этом писал в этом разборе. По сути, это готовые клетки кожи, перепрограммированные и возвращенные в состояние стволовых клеток.
В этом исследовании плюрипотентные стволовые клетки развивались в дофамин-продуцирующие (дофаминергические) нейроны. Это те виды нейронов, которые разрушаются при болезни Паркинсона. Дофаминергические нейроны выращиваются в лаборатории, а затем трансплантируются в мозг.
Иммунодепрессанты, или препараты против отторжения, помогают успокоить иммунную систему, чтобы она не разрушала недавно пересаженные клетки. По сути, они снижают силу естественной защитной системы организма. Хоть и существует широкое множество разных препаратов, но иммунодепрессанты, как правило, блокируют сигналы иммунной системы. Эти же сигналы обычно активируют атаку, замедляют или уменьшают количество иммунных клеток и предотвращают воспаление, которое может повредить трансплантат.
Однако подавление иммунной системы означает, что организм менее способен бороться с инфекциями, поэтому даже легкие заболевания, такие как простуда или грипп, могут стать очень серьезными. Это также приводит к тому, что организм начинает менее агрессивно бороться с раковыми клетками на раннем этапе их зарождения. Бонусом идут желудочно-кишечные расстройства, высокое кровяное давление, тремор, увеличение веса и перемены настроения.
Пересадка нейронов и обход аутоиммунных реакций
В этом исследовании ученые сконструировали hPSC для «сверхэкспрессии 8 иммуномодулирующих трансгенов». И это стоит разобрать в деталях.
Сверхэкспрессия означает усиленное создание большого количества чего-либо.
Иммуномодулирующее — это элементы, которые помогают адекватно регулировать иммунную систему.
Трансгены — это гены, которые ученые вставили в клетку, и которые изначально в клетке не воспроизводились.
Фактически, новый тип биоинженерии позволяет нейронам, полученным из стволовых клеток, которые составляют трансплантат, обходить иммунную систему.
Мы сконструировали нейроны, похожие на те, что сейчас проходят клинические испытания при болезни Паркинсона, но мы также дали им плащ-невидимку. Они могут прятаться на виду у иммунной системы. Это знаменует конец препаратов против отторжения.
Профессор Клэр Пэриш, заместитель директора ИНПЗФ, ведущая автор исследования.
Результаты исследования и как сработала пересадка нейронов
Сконструированные трансплантаты были испытаны на «гуманизированных» мышах, иммунная система которых была изменена так, чтобы имитировать иммунную систему человека.
После установки нейронного трансплантата мыши не демонстрировали побочных эффектов — это хороший показатель того, что иммунная система приняла нейроны. У мышей симптомы болезни Паркинсона исчезли, что указывает на то, что скрытые нейроны не теряют своей эффективности в борьбе с болезнью.
Соавтор статьи, доктор Кьяра Паван, специалист по нейроиммунологии в ИНПЗФ.
Нейроны также снабжены «выключателем». Их активность можно регулировать по мере необходимости, чтобы снизить риск развития опухолей из трансплантатов. И эти результаты обладают куда большим потенциалом, выходящим за пределы потребностей людей с болезнью Паркинсона.
Мы создали клеточный продукт, который в будущем можно будет имплантировать людям с болезнью Паркинсона, что снизит потребность в препаратах против отторжения. Стволовые клетки можно превратить в любые клетки, и мы фактически сделали их невидимыми для иммунной системы. Это следующее поколение неврологического лечения. Эти принципы можно использовать как безопасный, готовый продукт, подходящий для лечения заболеваний, для которых клеточная терапия будет жизнеспособным вариантом: речь про инсульт, болезнь Хантингтона [3], болезни сердца и диабет.
Профессор Клэр Пэриш, заместитель директора ИНПЗФ, ведущая автор исследования.
Что ж, еще один огромный плюс в копилку биотехнологий и новые возможности для человечества. Наука достаточно интенсивно размывает грань между фантастикой и реальным продуктом. Несмотря на кризисы, войны и эпидемии в мире остается место для удивительного прогресса. А быть на передовом крае вы сможете с материалами сообщества Neural Hack. Подписывайтесь, чтобы первыми получать актуальные статьи!
Ссылки на исследования, упомянутые в статье
