Urazy rdzenia kręgowego, które prowadzą do przerwania jego ciągłości uniemożliwiają przesyłanie impulsów nerwowych z i do mózgu. Skutkuje to często nieodwracalnym paraliżem poniżej miejsca uszkodzenia, obejmującym mięśnie kończyn czy pęcherza. Naukowcy od dawna poszukują metody, która pozwoliłaby skutecznie odtworzyć połączenia między rozdzielonymi częściami rdzenia kręgowego i przywrócić sparaliżowanym pacjentom władzę w całym ciele.
Zespół z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles postanowił sprawdzić skuteczność trzech różnych podejść do tego trudnego problemu. Uczeni postanowili naśladować warunki, które sprzyjają wzrostowi aksonów rdzenia kręgowego u płodu, w łonie matki. Należy do nich obecność trzech czynników: programu genetycznego uruchamiającego wzrost neurytów, cząsteczki ułatwiające ich elongację oraz białka ukierunkowujące ich wydłużanie się. Wszystkie te metody były badane już niejednokrotnie, ale nigdy dotąd nie zostały zastosowane łącznie.
Naukowcy wykorzystali zwierzęcy model uszkodzenia rdzenia kręgowego. Na dwa tygodnie przed zabiegiem chirurgicznym myszom i szczurom podano czynniki mające uaktywnić genetyczne procesy odbudowy aksonów. W tym celu użyto wektorów adenowirusowych. Ten etap leczenia wykonano z wyprzedzeniem, aby dać czas na molekularną ekspresję czynników wzrostu aksonów. Następnie przecięto rdzeń kręgowy w taki sposób, aby paraliż objął jedynie tylne nogi zwierząt. Dzięki temu wciąż mogły one poruszać się i jeść. Dwa dni po przerwaniu ciągłości rdzenia kręgowego zastosowano drugi etap leczenia – po obu stronach powstającej blizny wstrzyknięto specjalny hydrożel, który miał przez dłuższy czas dostarczać czynniki wzrostu oraz monoklonalne przeciwciała hamujące wzrost chrząstki. Trzecim etapem było podanie w miejscu uszkodzenia cząsteczek chemotaktycznych, ukierunkowujących wzrost aksonów. Połączone terapie przyniosły oczekiwany skutek.
“Aksony nie tylko silnie rozrosły się w tkance bliznowatej, ale też wiele z tych włókien przenikało do tkanki nerwowej po drugiej stronie blizny i tworzyło tam nowe połączenia” – mówi Michael Sofroniew, współautor badania. – “Kiedy stymulowaliśmy rdzeń kręgowy zwierząt prądem elektrycznym ponad miejscem uszkodzenia, nowo utworzone aksony przewodziły 20% normalnej aktywności elektrycznej poniżej blizny. U nieleczonych zwierząt nie było tej aktywności.”
Choć udało się odtworzyć połączenia między fragmentami rdzenia kręgowego po obu stronach uszkodzenia, zwierzęta nie odzyskały władzy w nogach. Autorzy badania nie byli tym zaskoczeni.
“Spodziewamy się, że aksony, które odrosły będą zachowywać się jak nowo powstałe w trakcie rozwoju i nie od razu podejmą skoordynowane funkcje” – mówi Michael Sofroniew. – “Podobnie jak noworodek musi nauczyć się chodzić, aksony, które odrastają po urazie będą wymagały treningu i praktyki, zanim będą w stanie odzyskać swoje funkcje.”
Dalsze badania zespołu z UCLA będą prowadzone w celu znalezienia jak najskuteczniejszego sposobu na to, aby przywrócić nowo wyhodowanym aksonom ich funkcje. Niemniej jednak już dziś otrzymane przez naukowców wyniki mogą stanowić dla osób sparaliżowanych pewną nadzieję, że być może już wkrótce uda się opracować metodę pozwalającą na przywrócenie im pełni władzy nad własnym ciałem.
