Старые раны
Миллионы людей в мире живут с хроническими повреждениями спинного мозга, и их количество ежегодно увеличивается на 250 000-500 000 новых случаев, основными причинами которых являются автомобильные аварии и падения с высоты. Наиболее тяжелые травмы приводят к полному параличу и более половины из них нарушают способность человека дышать. Исследователи Западного резервного университета Кейза (Case Western Reserve University), работающие под руководством профессора Джерри Сильвера (Jerry Silver), в экспериментах на животных моделях хронического повреждения продемонстрировали, что долгосрочное губительное влияние травмы спинного мозга на дыхание и подвижность конечностей может быть обратимым.
Разработанный авторами подход стимулирует врожденную способность организма очень медленно формировать новые отростки – аксоны – у субпопуляции нервных клеток, сохраняющихся ниже зоны повреждения. Активность этих новых отростков полностью подавляется семейством потенциально ингибиторных молекул – протеогликанов. Предложенная исследователями стратегия заключается в однократном введении фермента хондроитиназы, расщепляющей протеогликаны. Фермент вводили не в саму зону повреждения, а в расположенный ниже фрагмент спинного мозга.
В экспериментах использовали крыс, спинной мозг которых был наполовину перерезан на уровне второго шейного позвонка, что приводило к полному одностороннему параличу диафрагмы. Введение фермента непосредственно после повреждения минимально стимулировало рост нейронов с незначительным восстановлением функций. Однако при проведении лечения через много месяцев после повреждения терапевтический эффект фермента был значительно более выражен. Уже через неделю после введения препарата животным в хронической фазе повреждения новые отростки нейронов начинали восстанавливать утраченную функцию диафрагмы. У 70% крыс после лечения восстанавливалась способность использовать передние лапы для передвижения и изучения окружающей среды (по сравнению с 30% животных группы контроля).
По словам профессора Сильвера, неожиданно для исследователей оказалось, что чем дольше было парализовано животное, тем лучше проявлялся восстанавливающий эффект фермента. Введение фермента позволяло восстанавливать активность диафрагмы через 1,5 года после повреждения, что является совершенно беспрецедентным. Через неделю после терапии у 60% таких животных улучшалось функционирование диафрагмы, а через 2 недели положительные изменения появлялись у всех крыс, даже несмотря на то, что они страдали от паралича на протяжении почти всей жизни.
Интересно также то, что непродолжительное воздействие низких уровней кислорода – респираторной терапии, известной как острая прерывистая гипоксия, способствовало укреплению растущих нервных отростков. Однако комбинирование ферментативной терапии с чрезмерным количеством респираторной терапии приводило к развитию хаотичной активностью ранее парализованной диафрагмы. Авторы предположили, что возможное развитие высокой аномальной активности может быть причиной, по которой организм высвобождает ингибиторные молекулы, предотвращающие функциональную регенерацию аксонов в спинном мозге. В настоящее время они работают над оптимизацией комбинированной терапии для обеспечения максимального восстановления, в особенности подвижности передних конечностей.
Статья Warren et al. Rapid and robust restoration of breathing long after spinal cord injury опубликована в журнале Nature Communications.
Евгения Рябцева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Case Western: Case Western Reserve Researchers Restore Breathing and Partial Forelimb Function in Rats with Chronic Spinal Cord Injuries.