Стволовые клетки помогут в лечении эпилепсии

Пациентам, страдающим от тяжёлой формы эпилепсии, зачастую не помогают стандартные методы лечения. Однако новый метод, основанный на имплантации стволовых клеток, сможет прекратить приступы, воздействуя на их источник.

Во всем мире около 50 миллионов человек страдают эпилепсией. Доля общего населения с активной формой эпилепсии (то есть с продолжающимися припадками или потребностью в лечении) на сегодняшний день составляет от 4 до 10 на 1000 человек.

Хотя большинство из них положительно реагирует на медикаментозное лечение, от 20 до 40 процентов пациентов с эпилепсией продолжают испытывать приступы, несмотря на различные терапевтические подходы. Даже когда лекарства работают, у людей могут развиться когнитивные нарушения, проблемы с памятью и депрессия из-за побочных действий препаратов.

Заболевание возникает вследствие того, что возбуждающие нейроны чрезмерно активируются, а тормозящие нейроны либо не справляются со своей работой, либо их количества недостаточно для снижения импульсов. Важнейшим нейромедиатором, отвечающим за процесс торможения возбуждения в мозге, является гамма-аминомасляная кислота (сокращенно — ГАМК).

Команда учёных во главе с доктором Ашоком Шетти (Ashok K. Shetty), профессором кафедры молекулярной и клеточной медицины в техасском медицинском колледже A&M (Texas A&M College of Medicine), работает над улучшением методов лечения эпилепсии. Результаты их исследований опубликованы 17 декабря 2018 года в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

За последнее десятилетие ученые научились создавать индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (иПСК) из обычных взрослых клеток, таких как клетки кожи. Развитие  данных стволовых клеток можно направить по любому пути. Они могут превратиться в любой тип клеток организма, включая нейроны, секретирующие в качестве трансмиттера ГАМК (тормозные ГАМК-ергические вставочные нейроны).

Команда Шетти ввела 38 крысам химическое соединение,  которое, в результате повреждения головного мозга, вызывает длительные спонтанные припадки, начинающиеся в гиппокампе и продолжающиеся несколько месяцев.

Через неделю после повреждения мозга учёные имплантировали ГАМК-ергические вставочные нейроны в гиппокамп примерно половине животных. Спустя пять месяцев у данной группы крыс наблюдалось на 70% меньше приступов, чем у животных без трансплантации клеток.

«Мы пересадили в гиппокамп животных моделей ранней височной эпилепсии ГАМК-ергические клетки-предшественники человека, полученные из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток», — сказал Шетти.

Гиппокамп — это область мозга, где возникают приступы при эпилепсии височной доли. Он также играет важную роль в обучении, регуляции настроения и памяти.

«Это дало положительные результаты в подавлении приступов и даже улучшило когнитивные функции и настроение в хронической фазе эпилепсии».

Дальнейшее исследование показало, что трансплантированные нейроны человека образовывали синапсы (связи) с возбуждающими нейронами хозяина.

«Они также были ГАМК-позитивные, а также специфичными для других маркеров специализированных подклассов ингибирующих интернейронов, что и требовалось», — сказал Шетти. «Еще один интересный аспект этого исследования заключается в том, что трансплантированные человеческие ГАМК-нейроны были непосредственно вовлечены в контроль судорог, поскольку их отключение привело к увеличению количества судорог».

«Данная публикация доктора Шетти и его коллег является важным шагом вперед в терапии неизлечимых заболеваний головного мозга», — сказал Дарвин Дж. Прокоп (Darwin J. Prockop), доктор медицинских наук, заведующий кафедрой геномной медицины, директор Техасского института регенеративной медицины A&M (Texas A&M Institute for Regenerative Medicine). «Одним из важных аспектов работы является то, что все клетки могут быть получены от пациента».

Данный подход, называемый аутологичной трансплантацией, специфичен для пациента, что означает, что не будет риска отторжения новых нейронов, и человек не будет нуждаться в лекарствах, предотвращающих отторжение.

«Мы должны убедиться, что мы приносим больше пользы, чем вреда», — сказал Шетти. «Прежде, чем идти дальше, мы должны убедиться, что все пересаженные клетки превратились в нейроны, потому что введение недифференцированных плюрипотентных стволовых клеток в организм может привести к опухолям и другим проблемам».

«Прежде, чем пациенты смогут получать безопасное лечение, требуется большое количество исследований», — сказал Прокоп. «Однако данная публикация показывает, как пациенты смогут когда-нибудь лечиться своими собственными клетками не только от разрушительных последствий эпилепсии, но, возможно, также и других заболеваний, таких как паркинсонизм и болезнь Альцгеймера».