Стволовые клетки вернут чувствительность парализованным пациентам

Сотрудники факультета медицинских наук университета Калифорнии в Лос-Анжелесе (University of California — Los Angeles Health Sciences, UCLA), США, впервые смогли превратить стволовые клетки человека в сенсорные интернейроны, отвечающие за осязание. Методика, опубликованная 11 января 2018 года в Stem Cell Reports, может стать основой терапии стволовыми клетками, которая поможет восстановить чувствительность у парализованных пациентов.

Сенсорные интернейроны (промежуточные, вставочные нейроны) находятся в спинном мозге и отвечают за передачу сигнала, который получают от внешней и внутренней среды организма чувствительные нейроны. Нарушение этой функции у парализованных людей приводит к отсутствию тактильных ощущений, а также нечувствительности к боли, что может быть причиной ожогов и других бытовых травм.

«Данная область давно привлекает внимание специалистов, желающих поставить на ноги парализованных пациентов», — говорит доцент Саманта Батлер (Samantha Butler), ведущий автор исследования. «Возвращение чувствительности – это немного другое, однако, чтобы ходить, человек должен обладать чувствами и ощущать своё тело в пространстве. Оба эти процесса идут рука об руку».

В исследовании, опубликованном в сентябре 2017 г. в журнале eLife, Батлер и её коллеги определили, как сигналы семейства белков, называемых костными морфогенетическими белками или BMP, влияют на развитие сенсорных интернейронов у куриных эмбрионов. В новой работе учёные применяют полученные данные к стволовым клеткам человека в лабораторных условиях.

Исследователи добавили к эмбриональным стволовым клеткам человека специфический костный морфогенетический белок BMP4, а также ретиноевую кислоту — сигнальную молекулу, которая помогает регулировать формирование различных типов тканей растущего эмбриона.

В результате клетки дифференцировались в смесь двух типов сенсорных интернейронов: dl1, отвечающие у человека за проприоцепцию — ощущение положения частей собственного тела относительно друг друга и в пространстве, и dl3, позволяющие чувствовать давление.

Исследователи обнаружили, что идентичная смесь сенсорных интернейронов развивается при добавлении одних и тех же сигнальных молекул к индуцированным плюрипотентным стволовым клеткам (ИПСк). Данные клетки создаются путём перепрограммирования собственных зрелых клеток пациента, таких как, например, клетки кожи.

ИПСк способны развиваться в любой тип клеток организма, сохраняя при этом генетический код человека, от которого они были получены. Способность создавать сенсорные интернейроны из собственных перепрограммированных клеток пациента, не подавляя при этом иммунную систему, может стать настоящим прорывом в клеточной терапии, направленной на восстановление чувствительности.

Батлер надеется, что ей удастся создать методику для получения одного типа нейронов за раз, что упростит определение функций каждого типа клеток и позволит начать клиническое использование интернейронов для лечения парализованных людей. Однако её исследовательской группе пока не удалось определить механизм, направляющий развитие стволовых клеток по пути формирования только dl1 или только dl3. Возможно, в этом процессе задействован другой сигнальный путь, отметила она.

Исследователи также ещё не определили специфическое соотношение факторов роста, которые стимулируют стволовые клетки дифференцироваться в другие типы сенсорных интернейронов.

На данном этапе работы группа UCLA имплантирует интернейроны dI1 и dI3 в спинной мозг мышей, чтобы выяснить, интегрируются ли клетки в нервную систему и функционируют ли должным образом. Это важный шаг, определяющий клинический потенциал клеток.