Ученые использовали современное оборудование в биотехнологическом центре кампуса Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) в Женеве, чтобы выяснить, какой тип нейронов участвует в естественном восстановлении спинного мозга после частичной травмы.
«Наши наблюдения с использованием секвенирования одноклеточной ядерной РНК не только выявили определенные аксоны, которые отвечают за регенерирацию, но и показали, что эти аксоны должны воссоединиться с естественными мишенями, чтобы восстановить двигательную функцию», — объясняет Джордан Сквайр, первый автор исследования. Выводы ученых опубликованы в журнале Science.
При частичном повреждении спинного мозга мышей и людей за первоначальным параличом следует обширное спонтанное восстановление двигательных функций. Однако после массивной травмы спинного мозга естественного восстановления и выздоровления не происходит.
«Пять лет назад мы продемонстрировали, что нервные волокна могут восстанавливаться при анатомически полных повреждениях спинного мозга. Но мы также поняли, что этого недостаточно для восстановления двигательной функции. Все из-за того, что новые волокна не могут подключиться к нужным местам на другой стороне поражения», — объясняет Марк Андерсон, старший автор исследования.
Новое открытие легло в основу разработки многосторонней генной терапии. Ученые активировали программы роста в выявленных нейронах у мышей для регенерации их нервных волокон. А также «заставили работать» определенные белки, чтобы поддержать рост нейронов через ядро повреждения. Кроме того, авторы исследования и ввели направляющие молекулы, чтобы привлечь регенерирующие нервные волокна к их естественным целям ниже повреждения.
«Мы были вдохновлены природой, когда разработали терапевтическую стратегию, которая воспроизводит механизмы восстановления спинного мозга, возникающие спонтанно после частичных повреждений», — пишут ученые.
У мышей с анатомически полными повреждениями спинного мозга восстановилась способность ходить. Их модели походки напоминали те, которые наблюдались у мышей, которые снова научились ходить естественным путем после частичных травм.
«Мы ожидаем, что наша генная терапия будет действовать синергетически с другими процедурами, включающими электрическую стимуляцию спинного мозга», — заключает Грегуар Куртин, старший автор исследования.
