Миллионы людей во всем мире живут с последствиями травм спинного мозга, каждый год от 250 000 до 500 000 новых случаев возникают чаще всего из-за аварий или падений. Наиболее тяжелые травмы спинного мозга полностью парализуют своих жертв и более чем наполовину нарушают способность человека дышать. Нынешнее исследование, опубликованное в научном журнале Nature Communications, продемонстрировало на моделях животных с нарушением функции дыхания и конечностей с травмой спинного мозга, что долгосрочные разрушительные последствия травмы спинного мозга могут быть обратимыми.
Результаты научной работы
В новом исследовании описывается метод лечения, который помогает «пробуждать» определенные типы нервных клеток, которые могут регенерировать аксоны в поврежденном спинном мозге. У крыс с частично поврежденным спинным мозгом в области второго шейного позвонка (C2) полностью или частично восстановились функции передних конечностей на поврежденной стороне после лечения. Репаративные эффекты терапии полностью поддерживались через шесть месяцев после окончания лечения.
«Впервые нам удалось полностью восстановить как дыхание, так и функцию конечностей у крыс с параличом, вызванным высоким цервикальным хроническим повреждением спинного мозга. Полное восстановление дыхательной функции у грызунов после недавнего срока паралича происходит относительно быстро», — говорит автор исследования Джерри Сильвер (Jerry Silver), сотрудник Медицинской школы Университета Кейса Западного Резерва (Case Western Reserve University School of Medicine).
Лечение усиливает врожденную способность организма очень медленно регенерировать новые ветви аксона из субпопуляции нервных клеток, которые остаются нетронутыми ниже области травмы спинного мозга.
Активность этих новых ветвей подавляется семейством сильно ингибирующих молекул, называемых протеогликанами. Сильвер говорит: «Метод лечения заключался в использовании простой одноразовой инъекции фермента хондроитиназы, который разрушает ингибирующие молекулы протеогликана. Фермент вводили не в область поражения спинного мозга, а ниже, где располагаются моторные нервные клетки, которые посылают сигнал по аксонам к диафрагме и верхним конечностям».
У животных, которых лечили сразу после повреждения спинного мозга, фермент лишь незначительно помогал восстанавливать рост нервов с минимальным функциональным восстановлением. Однако у животных, получавших лечение продолжительное время после травмы, терапевтические эффекты фермента были значительно лучше. Всего за одну неделю после лечения крыс нервные волокна начали восстанавливать функцию диафрагмы. 70% крыс, которым на протяжении длительного времени вводили ферменты, также начали использовать свои передние конечности, чтобы передвигаться и исследовать окружающую среду (по сравнению с только 30% контрольных животных).
«Удивительно, но эта техника работала намного лучше при поздних стадиях, чем в острой стадии после травмы», — говорит Сильвер. «Чем дольше животные были парализованы, тем больше были выражены восстановительные эффекты фермента».
Сильвер с соавторами исследования обнаружили, что даже после полутора лет после травмы спинного мозга лечение может восстановить полную активность диафрагмы крысы. Через неделю после лечения у 60% животных была улучшена функция диафрагмы.
Интересно, что подвергая крыс кратковременному периоду гипоксии, известную как острая прерывистая гипоксия, помогло укрепить растущие нервные волокна, что принесло дополнительную пользу. Однако Сильвер обнаружил, что, когда крыс «обрабатывали» ферментом в сочетании с респираторной терапией, у крыс развивалась хаотическая активность в парализованной диафрагме. Исследователи предположили, что потенциал высокой аномальной активности может быть причиной того, что организм выделяет ингибирующие молекулы для предотвращения функциональной регенерации аксонов в спинном мозге. В настоящее время они работают над оптимизацией комбинированной терапии для максимального восстановления функции конечностей.
«Наши данные иллюстрируют относительную легкость, с которой двигательная система может восстановить функциональность от нескольких месяцев до нескольких лет после тяжелой травмы спинного мозга», — говорит Сильвер. «Режим лечения в нашем исследовании имеет отношение к нескольким типам хронических неполных спинальных травм, и мы надеемся, что это также поможет восстановить двигательную функцию после травмы спинного мозга у людей».
Авторы другого исследования утверждают, что стимуляция нервных клеток поможет восстановить дыхание у пациентов с травмой спинного мозга.
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗМЦ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
