Болезнь Паркинсона – это нейродегенеративное заболевание, характеризующееся гибелью нейронов, продуцирующих дофамин, в среднем мозге, что приводит к двигательным симптомам, таким как тремор и скованность. Причина гибели клеток остается неизвестной, и исследователи давно искали способ заменить утерянные клетки, продуцирующие дофамин. Исследование, проведенное Такуей Хаяши из Центра молекулярной визуализации RIKEN, предполагает, что у обезьян такие нейроны могут быть получены из стволовых клеток костного мозга, а затем трансплантированы обратно в мозг, чтобы обратить вспять симптомы этого разрушительного заболевания.
Хаяси, Мари Дезава из Университета Тохоку и их коллеги ввели десяти взрослым самцам яванских макак (макак, питающихся крабами) нейротоксин, который вызывает состояние, подобное болезни Паркинсона. Затем они получили образцы костного мозга от обезьян, выделили мезенхимальные стволовые клетки (МСК) костного мозга и обработали клетки факторами роста, чтобы направить их к дифференцировке в дофаминергические нейроны A9 – нейрональный подтип, который наиболее серьезно поврежден у пациентов с болезнью Паркинсона. Впоследствии исследователи трансплантировали дифференцированные клетки обратно в передний мозг пяти обезьян-доноров, в то время как другим пяти животным была сделана фиктивная операция.
Процедура представляет собой пример «аутологичной» трансплантации с участием клеток, полученных от одного и того же человека и переданных ему. Аутологичная трансплантация исключает возможность иммунного отторжения, что делает этот подход привлекательным для дальнейшего использования в клинике.
Несколько месяцев спустя у обработанных обезьян, но ни у одного из необработанных субъектов, наблюдались улучшения в двигательном поведении, например, в выполнении задачи с вытянутой рукой. Сканирование с помощью позитронно-эмиссионной томографии мозга обезьян с привитыми клетками выявило резкое увеличение экспрессии переносчика дофамина (DAT), трансмембранного белка, который помогает выводить дофамин из синапсов (рис. 1).
Экспрессия DAT у обезьян, получивших трансплантированные нейроны, оставалась выше исходного уровня до лечения в течение более семи месяцев после операции. Дальнейшие анализы через девять месяцев продемонстрировали наличие клеток, положительных по DAT и другим маркерам, указывающим на функцию дофаминергических нейронов в приживленном полосатом теле – области переднего мозга, в которую были имплантированы нейроны, полученные из МСК. Результаты согласуются с функциональной интеграцией и выживаемостью пересаженной ткани.
Далее Хаяши планирует сравнить эффективность трансплантации дифференцированных и нативных МСК на этой модели обезьян. Он также надеется начать перевод своей системы для приложений человека. "Наша недавно разработанная система клеточной терапии восстановила двигательную функцию моделей животных с болезнью Паркинсона," говорит Хаяши. "Теперь мы должны проверить, можем ли мы получить функциональные и жизнеспособные дофаминергические клетки из человеческих МСК."