В экспериментах на мышах, исследователи из Johns Hopkins Medicine говорят, что они разработали способ успешной трансплантации определенных защитных клеток головного мозга без пожизненных препаратов и отторжения.
Новый подход, который избирательно обходит ответ иммунной системы на чужеродные клетки, позволяя трансплантированным клеткам выживать, процветать и защищать ткани головного мозга в течение длительного времени после прекращения действия иммуносупрессивных препаратов.
Способность успешно трансплантировать здоровые клетки в мозг без необходимости использования традиционных препаратов против отторжения может способствовать поиску методов лечения, которые помогают детям, рожденным с редким, но разрушительным классом генетических заболеваний, при котором миелин - защитное покрытие вокруг нейронов, которое помогает им отправлять сообщения, не создается нормально. Приблизительно 1 из каждых 100 000 детей будет иметь одно из этих заболеваний, например, болезнь Пелизея-Мерцбахера. Это расстройство характеризуется тем, что у детей отсутствуют вехи развития, такие как сидение и ходьба, непроизвольные мышечные спазмы и потенциальный частичный паралич рук и ног, вызванный генетической мутацией в генах, которые образуют миелин.
Основным препятствием для нашей способности заменить эти дефектные клетки является иммунная система млекопитающих. Иммунная система работает, быстро идентифицируя «я» или «не я» ткани и усиливая атаки, чтобы уничтожить не-себя или «чужих» захватчиков. Хотя он полезен при воздействии на бактерии или вирусы, но является серьезным препятствием для трансплантированных органов, тканей или клеток, которые также помечены для уничтожения. Традиционные препараты против отторжения, которые в целом и неспецифически влияют на иммунную систему, часто работают, чтобы противостоять отторжению тканей, но делают пациентов уязвимыми для инфекции и других побочных эффектов. Пациентам необходимо оставаться на этих препаратах до конца своей жизни.
В попытке остановить ответ иммунной системы без побочных эффектов, команда ученых искала способы манипулировать Т-клетками, элитной силой системы, борющейся с инфекцией, которая атакует ,,иностранных" захватчиков.
В частности, команда сосредоточилась на серии так называемых «костимулирующих сигналов», с которыми Т-клетки должны столкнуться, чтобы начать атаку.
Идея состояла в том, чтобы использовать естественные тенденции этих костимулирующих сигналов как средство тренировки иммунной системы, чтобы в конечном итоге принять трансплантированные клетки как «я» навсегда.
Для этого исследователи использовали два антитела, CTLA4-Ig и анти-CD154, которые не дают Т-клеткам начинать атаку при столкновении с чужеродными частицами путем связывания с поверхностью Т-клеток, по существу блокируя сигнал «go». Эта комбинация ранее успешно использовалась для блокирования отторжения трансплантатов твердых органов у животных, но еще не была протестирована на трансплантацию клеток для восстановления миелина в мозге.
В одном из ключевых экспериментов ученые вводили мышиному мозгу защитные глиальные клетки, которые производят миелиновую оболочку, которая окружает нейроны. Эти специфические клетки были генетически спроектированы, чтобы светиться и исследователи могли следить за ними.
Затем трансплантировали глиальные клетки трем типам мышей: мыши, генетически сконструированные так, чтобы не образовывать глиальные клетки, которые создают миелиновую оболочку, нормальные мыши и мыши, выведенные для неспособности вызвать иммунный ответ.
Затем исследователи использовали антитела, чтобы заблокировать иммунный ответ, прекратив лечение через шесть дней.
Каждый день исследователи использовали специализированную камеру, которая могла обнаруживать светящиеся клетки и делать снимки мозга мыши, отыскивая относительное присутствие или отсутствие трансплантированных глиальных клеток. Клетки, трансплантированные контрольным мышам, которые не получали лечение антителами, сразу же начали отмирать, и их свет больше не обнаруживался камерой к 21 дню.
Мыши, которые получали лечение антителами, поддерживали значительные уровни трансплантированных глиальных клеток в течение более 203 дней, показывая, что они не были убиты Т-клетками мыши даже в отсутствие лечения.
Следующим шагом было выяснить, выжили ли трансплантированные глиальные клетки достаточно хорошо, чтобы делать то, что глиальные клетки обычно делают в мозге, - создавать миелиновую оболочку. Для этого исследователи искали ключевые структурные различия между мозгом мыши с процветающими глиальными клетками и мозгом без использования МРТ-изображений. На изображениях исследователи увидели, что клетки у обработанных животных действительно заселяли соответствующие части мозга.
Их результаты подтвердили, что трансплантированные клетки могли процветать и принимать на себя свою нормальную функцию защиты нейронов в мозге.
Ученые предупредили, что эти результаты являются предварительными. Они смогли доставить эти клетки и позволить им процветать в локализованной части мозга мыши.
В будущем они надеются объединить свои результаты с исследованиями методов доставки клеток в мозг, чтобы помочь восстановить мозг более глобально.