Wypadki komunikacyjne, sportowe czy choroby takie jak gruźlica mogą doprowadzić do uszkodzenia rdzenia kręgowego, czego rezultatem może być paraplegia – paraliż kończyn dolnych lub tetraplegia – paraliż czterokończynowy. Oba rodzaje porażeń powstają w wyniku zniszczenia włókien nerwowych (aksonów), które przesyłają informacje z mózgu do mięśni i z powrotem. Niestety aksony u osób dorosłych po urazie nie odzyskują w pełni swojej funkcji. Te tworzące drogę korowo-rdzeniową, która kontroluje dowolne ruchy precyzyjne, są szczególnie oporne na regenerację. Z tego względu osoby z uszkodzonym rdzeniem kręgowym do końca życia zmagają się z niepełnosprawnością. Mimo starań naukowców wciąż brakuje metod leczenia, które pozwoliłyby tym osobom odzyskać całkowitą sprawność.

Istnieją wyniki badań potwierdzające, że częściowa regeneracja włókien korowo-rdzeniowych jest jednak możliwa. Prowadzić może do tego na przykład aktywacja ścieżki sygnałowej JAK/STAT3 (Janus kinase/signal transducer and activator of transcription 3) przez cytokiny należące do rodziny interleukiny 6 (IL-6). IL-6 łączy się z podjednostką alfa swoistego receptora dla tej cytokiny. Niestety neurony drogi korowo-rdzeniowej charakteryzują się znikomą ekspresją wspomnianej podjednostki. Naukowcom udało się jednak skonstruować hiper-IL-6, która składa się z bioaktywnej części IL-6 połączonej z podjednostką alfa. Ze względu na potencjał terapeutyczny tego molekularnego konstruktu badacze z Ruhr University of Bochum postanowili sprawdzić, czy jego zastosowanie pozwoli na odzyskanie funkcji motorycznych u sparaliżowanych myszy.

Badacze przeprowadzili doświadczenia na myszach z paraplegią, u których doprowadzali wcześniej do zniszczenia rdzenia kręgowego. Następnie, za pomocą wektora wirusowego, wprowadzali do ich DNA gen kodujący hiper-IL-6, który uległ ekspresji w neuronach motorycznych. W kolejnym etapie, stosując barwienia zniszczonego rdzenia, oceniali “kiełkowanie” (ang.sprouting) aksonów. Proces ten wspomaga przywrócenie funkcjonalności ścieżek nerwowych. Przy ocenie regeneracji włókien nerwowych brali również pod uwagę “zagęszczenie” aksonów. W ostatniej części eksperymentu zastosowali testy badające zdolność zwierząt do poruszania się.

Wywołanie ekspresji hiper-IL-6 w neuronach motorycznych myszy spowodowało, że włókna nerwowe tworzące drogę korowo-rdzeniową uległy znacznej regeneracji. Miało to swoje odzwierciedlenie w zdolności zwierząt do poruszania się. Te myszy, u których doszło do ekspresji hiper-IL-6, osiągnęły znacznie lepsze wyniki w testach badających ich sprawność lokomotoryczną. Zwierzęta były zdolne podeprzeć się na tylnych łapach i wykonywać skoordynowane ruchy wszystkich kończyn.

Naukowcom z Niemiec udało się wykazać, że hiper-IL-6 powoduje znaczną poprawę funkcji motorycznych u myszy z urazami rdzenia kręgowego. To odkrycie może może w przyszłości przyczynić się do opracowania metody, która pozwoliłaby na całkowitą regenerację zniszczonych aksonów i powrotu do sprawności sprzed uszkodzenia rdzenia kręgowego.

„Być może zastosowanie hiper-IL-6 w połączeniu z innymi, badanymi obecnie terapiami pomoże opracować skuteczną metodę leczenia urazów rdzenia także u ludzi” – piszą autorzy pracy.

Bibliografia:
Leibinger M. et al. Transneuronal delivery of hyper-interleukin-6 enables functional recovery after severe spinal cord injury in mice. Nature Communications, 2021

Dodaj komentarz