Стволовые клетки костного мозга облегчают хроническую боль
Исследователи университета Дьюка, работающие под руководством профессора Жу-Жуна Цзи (Ru-Rong Ji), продемонстрировали, что инъекции стволовых клеток костного мозга в спинномозговую жидкость облегчают симптомы хронической невропатической боли. Такие боли часто не реагируют на традиционные анальгетики и могут сопровождать повреждения нервов при различных состояниях, в том числе сахарном диабете 2 типа, ампутациях и химиотерапии.
В своей работе авторы использовали стромальные клетки костного мозга, известные благодаря своей способности продуцировать широкий диапазон сигнальных молекул, способствующих регенерации тканей, и трансформироваться в другие типы клеток. Эффекты введения этих клеток уже изучались в рамках небольших клинических исследований с участием пациентов с воспалительной болезнью кишечника, повреждениями сердечной мышцы и инсультом. Стромальные клетки костного мозга также продемонстрировали способность облегчать болевой синдром, однако механизмы этого действия до сих пор были неясны.
В рамках исследования авторы вводили стромальные клетки, выделенные из костного мозга мышей-доноров, в спинномозговую жидкость мышиных моделей хронической невропатической боли методом люмбальной пункции. В качестве моделированных состояний использовались хроническая компрессия седалищного нерва и щадящее повреждение большеберцового и общего малоберцового нервов.
Эксперименты показали, что однократное введение стволовых клеток значительно снижало восприимчивость животных к болевым стимулам по сравнению с чувствительностью нелеченых животных группы контроля. При этом обезболивающий эффект сохранялся в течение 4-5 недель.
На изображении (Gang Chen, Duke University) спинного мозга животного экспериментальной группы видно, что стромальные стволовые клетки (красного цвета) мигрировали в зону повреждения, где сохранялись в жизнеспособном состоянии в течение почти трех месяцев после введения. Эта миграция происходит под действием высвобождаемого поврежденными нервными клетками хемокина CXCL12, вовлеченность которое в развитие невропатических болей была установлена ранее.
Для того чтобы разобраться в механизмах, с помощью которых стволовые клетки ослабляют выраженность болевого синдрома, исследователи измерили уровни противовоспалительных молекул, тем или иным образом ассоциированных с болевыми ощущениями. В результате они выявили одну молекулу – трансформирующий фактор роста-бета-1 (TGF-beta1), уровень которой был повышен в спинномозговой жидкости животных, получивших инъекции стволовых клеток, по сравнению с животными группы контроля.
Трансформирующий фактор роста-бета-1 представляет собой белок, обычно секретируемый иммунными клетками и встречающийся во всех тканях организма. Более ранние исследования показали, что его концентрация значительно понижена в организме людей, страдающих от хронических болей.
Авторы продемонстрировали, что химическая нейтрализация трансформирующего фактора роста-бета-1 устраняет облегчающий боль эффект введения стволовых клеток. На основании этого они предположили, что секреция этого белка является основным механизмом обезболивающего действия стволовых клеток.
Введение препарата трансформирующего фактора роста-бета-1 непосредственно в спинномозговую жидкость приносит облегчение, но не более чем на несколько часов. В то же время донорские стромальные стволовые клетки сохраняют жизнеспособность в организме на протяжении почти трех месяцев после введения. Авторы отмечают, что продолжительность этого периода оптимальна, так как более длительное пребывание донорских стволовых клеток в организме повышает риск их озлокачествления.
Более того, дополнительные эксперименты продемонстрировали, что стволовые клетки не притупляют так называемую физиологическую боль, выполняющую в организме важнейшую защитную функцию. Так, введение стромальных клеток костного мозга не изменяло болевые пороги ни при механическом, ни при термическом воздействии.
На следующем этапе работы авторы планируют повысить эффективность разработанной ими процедуры посредством повышения продукции трансформирующего фактора роста-бета-1 стволовыми клетками. Они также занимают поиском других синтезируемых стволовыми клетками молекул, обладающих способностью облегчать болевые ощущения.
Статья Gang Chen et al. Intrathecal bone marrow stromal cells inhibit neuropathic pain via TGF-β secretion опубликована в The Journal of Clinical Investigation.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Duke University: Stem Cells Provide Lasting Pain Relief in Mice.
21.07.2015