Ciężkie urazy rdzenia kręgowego uszkadzają komórki nerwowe, zakłócają komunikację z mózgiem i resztą ciała oraz prowadzą do trwałej niepełnosprawności u milionów ludzi na całym świecie. Sam uraz stanowi jedynie ułamek ogólnych uszkodzeń rdzenia kręgowego, tkanki, która biegnie od pnia mózgu do dolnej części pleców. Większość uszkodzeń jest spowodowana późniejszymi procesami zwyrodnieniowymi w miejscu rany.
Podczas gdy trwają intensywne badania nad opracowaniem interwencji w celu naprawy uszkodzonej tkanki, naukowcy z Washington University School of Medicine w St. Louis skupili się na opracowaniu u myszy immunoterapii, która miałaby zminimalizować uszkodzenia spowodowane urazowym uszkodzeniem rdzenia kręgowego. Ich odkrycia pokazują, że immunoterapia może zmniejszyć takie uszkodzenia, chroniąc neurony w miejscu urazu przed atakiem komórek odpornościowych.
Badanie, którego wyniki opublikowano 4 września w czasopiśmie Nature, wykazało skuteczność immunoterapii u myszy i stanowi nowatorskie podejście, które może pomóc w poprawie wyników leczenia osób powracających do zdrowia po urazach rdzenia kręgowego.
„Komórki odpornościowe w ośrodkowym układzie nerwowym mają opinię złych facetów, którzy mogą uszkodzić mózg i rdzeń kręgowy” — powiedział starszy autor Jonathan Kipnis, PhD, profesor patologii i immunologii im. Alana A. i Edith L. Wolff oraz badacz BJC w WashU Medicine. „Jednak nasze badanie pokazuje, że możliwe jest wykorzystanie neuroprotekcyjnych funkcji komórek odpornościowych, przy jednoczesnej kontroli ich wrodzonych szkodliwych zdolności, aby pomóc w powrocie do zdrowia po urazie ośrodkowego układu nerwowego”.
Krótko po uszkodzeniu układu nerwowego komórki odpornościowe zalewają to miejsce. Wśród nich znajduje się mieszanka aktywowanych komórek T — podgrupa komórek odpornościowych — które albo szkodzą, albo chronią otaczające neurony. Wenqing Gao, dr, adiunkt badawczy w Katedrze Patologii i Immunologii oraz pierwsza autorka badania, przeanalizowała komórki T z rdzenia kręgowego uszkodzonych myszy i przeprowadziła analizę genetyczną, aby rozszyfrować ich tożsamość. Jej celem było oddzielenie szkodliwych komórek T od ochronnych i stworzenie licznych kopii korzystnych komórek, którymi można by leczyć uszkodzone myszy.
Ale jest pewien haczyk, jak odkryła. Ochronne komórki T, które wnikają w miejsce urazu, mogą błędnie atakować otaczające tkanki organizmu, gdy są aktywowane zbyt długo, powodując chorobę autoimmunologiczną. Aby poprawić bezpieczeństwo terapii, Gao zmodyfikowała komórki tak, aby wyłączały się po kilku dniach.
Myszy, którym podano zmodyfikowane komórki T, miały lepszą ruchliwość niż myszy nieleczone. Naukowcy zaobserwowali największą poprawę, gdy myszy otrzymały wlew komórek T w ciągu tygodnia od urazu. Żadna z myszy otrzymujących immunoterapię nie rozwinęła destrukcyjnej reakcji autoimmunologicznej.
„Nie ma skutecznych metod leczenia urazów ośrodkowego układu nerwowego” – wyjaśnił Gao. „Opracowaliśmy immunoterapię na takie urazy, wykorzystując ochronne komórki odpornościowe, które infiltrują miejsce urazu, i odkryliśmy, że radykalnie poprawia ona ruchomość u myszy”.
We współpracy z Wilsonem Zacharym Rayem, doktorem medycyny, chirurgiem rdzenia kręgowego i profesorem neurochirurgii Henry’ego G. & Edith R. Schwartz z WashU Medicine, naukowcy przez tydzień codziennie szukali komórek T w płynie mózgowo-rdzeniowym pacjentów z urazami rdzenia kręgowego. Odkryli znaczną ekspansję komórek T, co potwierdza wykonalność ekspansji ochronnych komórek T od takich pacjentów w celu wygenerowania immunoterapii.
„Naszym celem na przyszłość jest opracowanie badania klinicznego, aby przetestować terapię u osób z takimi urazami, a jednocześnie rozszerzyć tę pracę na choroby neurodegeneracyjne, takie jak stwardnienie zanikowe boczne (ALS), a także choroby Alzheimera i Parkinsona” – powiedział Gao.
Kipnis dodał: „Chociaż początkowy czynnik wyzwalający w chorobach neurodegeneracyjnych jest inny, późniejsza śmierć neuronów może być bardzo dobrze pośredniczona przez podobne procesy, co otwiera możliwość dostosowania naszych zmodyfikowanych komórek do wykorzystania jako terapii w neurodegeneracji”.
Praca ta była wspierana przez program badawczy BJC Investigators na Uniwersytecie Waszyngtońskim.
