Cilmes šūnas atceļ iedzimtus defektus

Injicējot cilmes šūnas tieši smadzenēs, zinātnieki ir veiksmīgi novērsuši neironu iedzimtus defektus pelēm, kuru mātēm grūtniecības laikā tika ievadīts heroīns. Lai gan lielākā daļa transplantēto šūnu neizdzīvoja, tās pamudināja smadzeņu šūnas veikt plašus remontdarbus.

Bojājumu novēršana: Neironu cilmes šūnas, kas marķētas zaļā krāsā ar fluorescējošu krāsvielu, ir pārstādītas starp smadzeņu šūnām (sarkanām) pelei, kas dzimusi ar smadzeņu bojājumu pēc tam, kad tās mātei grūtniecības laikā tika ievadīts heroīns. Šķiet, ka tādas transplantācijas kā šī efektīvi mainīja šūnu, bioķīmiskos un uzvedības defektus, ar kuriem cieta heroīna bojātās peles.

Transplantētās cilmes šūnas jau iepriekš ir pierādījušas cerības novērst smadzeņu bojājumus, ko izraisījuši insulti, kā arī tādas neiroloģiskās slimības kā Parkinsona, Alcheimera un Hantingtona slimība. Bet to izmantošana iedzimtu defektu ārstēšanā ir salīdzinoši jauna. Pēdējos gados dažas pētnieku grupas ir izstrādājušas uz cilmes šūnām balstītas terapijas grauzējiem ar reāliem vai imitētiem iedzimtiem defektiem smadzenēs.

Džozefs Janai , Ross Laboratory for Studies in Neural Birth Defects direktors Ebreju universitāte-Hadasas medicīnas skola , Jeruzalemē, saka, ka cilmes šūnu terapija ir ideāli piemērota iedzimtu defektu ārstēšanai, ja bojājumu mehānisms ir daudzšķautņains un slikti izprotams. Ja jūs izmantojat nervu cilmes šūnas, saka Yanai, tie ir jūsu mazie ārsti. Viņi meklē defektu, diagnosticē to un nosaka, kas nepieciešams defekta labošanai. Viņi savā ziņā dara manu darbu.

Yanai un viņa kolēģi sāka ar pelēm, kuras dzemdē bija pakļautas heroīna iedarbībai. Šīs peles cieš no mācīšanās trūkuma; piemēram, ievietojot duļķainā ūdens tvertnē, tām ir nepieciešams ilgāks laiks nekā parastajām pelēm, lai atrastu ceļu atpakaļ uz iegremdētu platformu. Un viņu hipokampā — smadzeņu apgabalā, kas saistīts ar atmiņu un navigāciju — tiek traucēti kritiskie bioķīmiskie ceļi, un tiek ražots mazāk jaunu šūnu.

Visas šīs problēmas tiek ātri atrisinātas, kad pētnieki injicē neironu cilmes šūnas, kas iegūtas no embrionālām pelēm heroīna iedarbībai pakļauto dzīvnieku smadzenēs. Peldoties, ārstētās peles panāca savus parastos kolēģus, un to šūnu un bioķīmiskais deficīts pazuda. Yanai paziņoja par šiem atklājumiem 2007. gads un 2008. gads .

Šādi dramatiski rezultāti bija pārsteidzoši, ņemot vērā, ka tikai daļa procenta no transplantētajām cilmes šūnām izdzīvoja peļu smadzenēs. Taču tie saskan ar topošo vienprātību par to, kā pieaugušo cilmes šūnas pilda savas daudzās funkcijas, izmantojot tā sauktos blakus esošos vai pavadoņus. Šķiet, ka ne tikai ģenerē bojāto šūnu aizstājējus, bet arī rada signālus, kas mudina citas šūnas veikt normālu orgānu apkopi un uzsākt bojājumu kontroli.

Šaperona efekts ir svarīgs cilmes šūnu bioloģijas aspekts, kas vienkārši ir nepietiekami atzīts, saka Evans Snaiders , kurš vada Cilmes šūnu pētniecības centru Bērnhemas Medicīnas pētījumu institūtā Kalifornijā un kura pētniecības grupa šo terminu ieviesa 2002. gadā. Tas patiesībā var būt cilmes šūnu lauks zemu auglis, izmantojot to, nevis šūnu aizstāšanas aspekts, par kuru mēs vienmēr domājām, ka tas būtu cilmes šūnu bioloģijas atslēga reģeneratīvajā medicīnā.

Cēzars Borlongans, profesors un priekšsēdētāja vietnieks pētniecībā Neiroķirurģijas katedrā Dienvidfloridas Universitātes Medicīnas koledža , izmanto citu modeli, lai izpētītu cilmes šūnu ārstēšanas izmantošanu smadzeņu bojātiem zīdaiņiem. Apzināti ierobežojot asins un skābekļa plūsmu jaundzimušo žurku smadzenēs, viņš un viņa kolēģi simulē zīdaiņa insulta sekas - postošu notikumu, kas izraisa neārstējamu smadzeņu traumu jaundzimušajiem cilvēkiem.

Līdzīgi kā Yanai, Borlongan atklāja, ka cilmes šūnu injicēšana bojāto žurku smadzenēs mainīja dažus uzvedības trūkumus, kas novēroti pirms ārstēšanas. Piemēram, apstrādātās žurkas ilgāku laiku varēja balansēt uz rotējoša stieņa.

Lai tuvinātu šāda veida terapiju klīniskajiem testiem ar cilvēkiem, Borlongan ir eksperimentējis ar cilmes šūnu intravenozu ievadīšanu. Pagājušā gada jūlijā tiešsaistes versijā Smadzeņu asins plūsmas un metabolisma žurnāls , viņš un viņa kolēģi paziņoja, ka transplantētās cilmes šūnas radīja tādu pašu rezultātu žurkām neatkarīgi no tā, vai tās tika ievadītas intravenozi vai injicētas tieši smadzenēs.

Yanai ir guvis līdzīgus panākumus ar intravenozu ievadīšanu savā heroīna iedarbības modelī, par ko viņš plāno paziņot šī gada ikgadējā sanāksmē. Starptautiskā cilmes šūnu pētniecības biedrība , Barselonā.

Injicētās cilmes šūnas spēj migrēt no asinsrites uz smadzenēm divu iemeslu dēļ, saka Borlongans. Pirmkārt, ievainotās smadzenes izsūta ķīmiskus signālus, kas vervē šūnas. Otrkārt, smadzeņu bojājumi var apdraudēt hematoencefālisko barjeru, kas parasti regulē, kuras vielas var šķērsot smadzenēs esošo slieksni.

Tomēr ne visi ir sajūsmā par intravenozo pieeju. Darvins Prokkops , direktors Reģeneratīvās medicīnas institūts Teksasas A&M Veselības zinātnes centra Medicīnas koledžā brīdina, ka injicētās šūnas var nokļūt citos orgānos, īpaši plaušās, izraisot nevēlamas un pat nāvējošas blakusparādības. Un saskaņā ar Evan Snyder teikto, iespējams, nav nepieciešams iekļūt caur asinsriti; viņa grupa nav redzējusi nekādus lielus riskus, kas saistīti ar tiešu smadzeņu injekciju, ceļu, ko viņš uzskata par klīniski iespējamu cilvēkiem.

Bet visas šīs terapijas ietver svešu šūnu ievadīšanu organismā, un tāpēc pastāv risks izraisīt potenciāli bīstamu imūnreakciju. Lielākajā daļā līdz šim veikto pētījumu ārstētajiem grauzējiem tiek ievadīti spēcīgi imūnsupresanti. Yanai pašlaik pēta personalizētas ārstēšanas metodes, lai apietu šo problēmu: šūnas tiek iegūtas no ārstējamā dzīvnieka, pierunātas, lai atgrieztos cilmes šūnām līdzīgā stāvoklī, un pēc tam pārstādītas. Tā kā to izcelsme ir ārstētajā dzīvniekā, šūnas tiek atpazītas par sevi un imūnsistēma ignorē.

Nesen Borlongan atklāja, ka imūnsupresanti zīdaiņu insulta modelī nav nepieciešami. Tā kā viņš grauzējus ārstē ļoti agrā vecumā, šķiet, ka transplantētās cilmes šūnas viņu vēl nenobriedušā imūnsistēmu nesatrauc. Borlongans atzīmē, ka zema līmeņa imūnreakcija patiesībā var būt noderīga: samazinot ilgtermiņā izdzīvojošo šūnu skaitu, tas var samazināt iespēju, ka injicētās šūnas nekontrolējami vairosies un veidos audzējus.

Neskatoties uz to, saskaņā ar Prockop teikto, audzēju risks ir nopietna problēma ar jebkuru uz cilmes šūnām balstītu terapiju. Un, lai gan viņš ir optimistisks par šūnu terapijas nākotni dažādu slimību ārstēšanai, viņš mudina ievērot piesardzību un sirdsapziņu, apsverot smagus iedzimtus defektus. Viņš saka, ka lielas briesmas ir tādas, ka jūs varat paņemt bērnu, kuram dažu gadu laikā var būt lemts mirt, un padarīt šo bērnu par mūža invalīdu, kuram nepieciešama pastāvīga kopšana, viņš saka. Tāpēc izredzes, ja par tām padomājat, ir ārkārtīgi satraucošas. Ja jūs nesaņemat pilnīgu ārstēšanu, jūs varat nodarīt vairāk ļauna nekā laba.

paslēpties