Υποσχόμενη θεραπεία με βλαστοκύτταρα για αποκατάσταση εγκεφαλικών βλαβών

Η εγκεφαλική ανακοπή αποτελεί μία από τις κύριες αιτίες θανάτου και αναπηρίας παγκοσμίως, και η έγκαιρη παρέμβαση είναι κρίσιμη. Οι περισσότερες περιπτώσεις εγκεφαλικών επεισοδίων είναι ισχαιμικές, που προκύπτουν από περιορισμένη ροή αίματος στον εγκέφαλο. Η τρέχουσα χρυσή θεραπεία για την αποκατάσταση της ροής αίματος απαιτεί να χορηγηθεί εντός τεσσάρων και μισών ωρών από την εμφάνιση των συμπτωμάτων.

Ερευνητές αναζητούν τρόπους να επεκτείνουν αυτό το χρονικό περιθώριο και να διευκολύνουν την αποκατάσταση μετά από εγκεφαλικό επεισόδιο. Μια πολλά υποσχόμενη προσέγγιση είναι η πειραματική θεραπεία με βλαστοκύτταρα, η οποία έχει αναπτυχθεί από επιστήμονες της Ιατρικής Σχολής Keck του USC, του Πανεπιστημίου της Ζυρίχης και του ETH Ζυρίχης στην Ελβετία. Μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Communications έδειξε ότι η μεταμόσχευση βλαστοκυττάρων που πραγματοποιήθηκε μία εβδομάδα μετά από ισχαιμικό εγκεφαλικό επεισόδιο σε ποντίκια οδήγησε σε αποκατάσταση.

Αποτελέσματα της μελέτης

Πολλοί ασθενείς δεν μπορούν να λάβουν την οξεία θεραπεία και τα αιμοφόρα αγγεία τους παραμένουν μπλοκαρισμένα. Αν μπορέσουμε να εισάγουμε αυτή τη θεραπεία στην κλινική πράξη στο μέλλον, μπορεί να βοηθήσει ασθενείς που παρουσιάζουν μακροχρόνια συμπτώματα ή έχουν υποστεί σοβαρά εγκεφαλικά επεισόδια να δουν βελτίωση.

Ο Ruslan Rust, PhD, επικεφαλής συγγραφέας και αναπληρωτής καθηγητής φυσιολογίας και νευροεπιστήμης στην Ιατρική Σχολή Keck, και οι συνεργάτες του, ανασυνδύασαν ανθρώπινες αιμοσφαιρίνες σε νευρικά βλαστοκύτταρα, τα οποία μπορούν να εξελιχθούν σε νευρώνες, και τα μεταμόσχευσαν στο κατεστραμμένο εγκεφαλικό ιστό ποντικών που είχαν υποστεί εγκεφαλικό. Μετά από πέντε εβδομάδες, οι ερευνητές συνέκριναν την αποκατάσταση των ποντικών που είχαν υποβληθεί σε μεταμόσχευση με μια ομάδα ποντικών που είχαν υποστεί εγκεφαλικό αλλά υποβλήθηκαν σε χειρουργική επέμβαση χωρίς μεταμόσχευση.

Σημαντικά ευρήματα

Τα εγκεφαλικά ποντικών που έλαβαν μεταμοσχευμένα νευρικά βλαστοκύτταρα παρουσίασαν πιο έντονα σημάδια αποκατάστασης σε σύγκριση με εκείνα που δεν είχαν υποβληθεί σε θεραπεία. Τα εγκεφαλικά τους εμφάνιζαν λιγότερη φλεγμονή, περισσότερη ανάπτυξη νευρώνων και αιμοφόρων αγγείων, καθώς και καλύτερη συνδετικότητα μεταξύ των νευρώνων. Επιπλέον, τα ποντίκια που υποβλήθηκαν σε θεραπεία παρουσίασαν λιγότερη διαρροή από το φράγμα αίματος-εγκεφάλου, γεγονός που είναι σημαντικό για τη φυσιολογική λειτουργία του εγκεφάλου.

Για να μετρήσουν τη λειτουργία, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τεχνητή νοημοσύνη για να παρακολουθήσουν στενά την κίνηση των άκρων των ζώων κατά τη διάρκεια της βάδισης και της αναρρίχησης σε σκάλα με ανώμαλα σκαλοπάτια. “Η αποκατάσταση μπορεί να είναι δύσκολο να προσδιοριστεί στα ποντίκια, οπότε έπρεπε να δούμε αυτές τις μικρές διαφορές”, δήλωσε ο Rust. “Η αμερόληπτη άποψη που αποκτήσαμε μέσω αυτού του εργαλείου βαθιάς μάθησης μας έδωσε πολύ περισσότερες λεπτομέρειες για αυτή τη σύνθετη διαδικασία.”

Η ομάδα διαπίστωσε ότι τα ποντίκια που υποβλήθηκαν σε θεραπεία ανέκτησαν πλήρως τις λεπτές κινητικές δεξιότητες που δοκιμάστηκαν στην αναρρίχηση πέντε εβδομάδες μετά τις μεταμοσχεύσεις. Στο τέλος της μελέτης, η βάδιση τους είχε επίσης βελτιωθεί σημαντικά σε σύγκριση με τα ποντίκια που είχαν υποβληθεί σε ψευδοχειρουργική επέμβαση.

Όταν οι ερευνητές εξέτασαν ποιους τύπους κυττάρων πέθαναν λόγω του εγκεφαλικού επεισοδίου, διαπίστωσαν περίπου 50% μείωση στους νευρώνες που εκκρίνουν γ-αμινοβουτυρικό οξύ (GABA), το οποίο μειώνει τη δραστηριότητα στα εγκεφαλικά κύτταρα στα οποία συνδέεται. Αυτοί οι GABA-εκκριτικοί νευρώνες, γνωστοί ως GABAergic, έχουν προηγουμένως αποδειχθεί ότι βοηθούν στην αποκατάσταση μετά από εγκεφαλικό επεισόδιο.

Η ομάδα επίσης διερεύνησε την τύχη των μεταμοσχευμένων βλαστοκυττάρων, διαπιστώνοντας ότι η πλειονότητα είχε εξελιχθεί σε GABAergic νευρώνες. Αυτό είναι μια πιθανή ένδειξη ότι το τοπικό περιβάλλον όπου το εγκεφαλικό τραυμάτισε τον εγκέφαλο μπορεί να βοηθήσει στην κατεύθυνση της ανάπτυξης των νευρικών βλαστοκυττάρων.

Ο Rust και οι συνεργάτες του ανάλυσαν επίσης τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των μεταμοσχευμένων κυττάρων και άλλων κυττάρων στα εγκεφαλικά των ποντικών. Διαπίστωσαν ισχυρή δραστηριότητα σε αρκετές σηματοδοτικές οδούς που έχουν αποδειχθεί σε προηγούμενες μελέτες ότι σχετίζονται με την αναγέννηση νευρώνων, τη δημιουργία συνδέσεων μεταξύ των νευρώνων και την καθοδήγηση του τρόπου με τον οποίο οι νευρώνες διακλαδίζονται.

“Η μηχανιστική κατανόηση μπορεί να είναι αρκετά σημαντική αν επιδιώκουμε να ενημερώσουμε νέες θεραπείες ή να βελτιώσουμε τις αναδυόμενες”, δήλωσε ο Rust. “Η κατανόηση των μηχανισμών μας επιτρέπει να σκεφτούμε την προσαρμογή ενός φαρμάκου που τους ρυθμίζει – ίσως ενός που είναι ήδη κλινικά εγκεκριμένο για μια διαφορετική ασθένεια. Αυτό θα μπορούσε να ανοίξει έναν ολόκληρο νέο κύμα θεραπειών.”