Revalidatie en stamceltransplantatie na een dwarslaesie kunnen de functionele resultaten verhogen

In de afgelopen jaren hebben onderzoekers aanzienlijke vooruitgang geboekt, met behulp van diermodellen, om weefselregeneratie bij ruggenmergletsel (SCI) te verbeteren door transplantatie van neurale stamcellen of transplantaten. Andere inspanningen hebben aangetoond dat intensieve fysieke revalidatie de functie na dwarslaesie kan verbeteren door grotere of nieuwe rollen voor onbeschadigde of geconserveerde neuronale cellen en circuits te bevorderen.

In een nieuw onderzoekspaper gepubliceerd op 22 augustus 2022 in het tijdschrift JCI Inzichtonderzoeken onderzoekers van de Universiteit van Californië, San Diego School of Medicine, de vraag of revalidatie de functionele resultaten kan verhogen in combinatie met pro-regeneratieve therapieën, zoals stamceltransplantatie.

Met behulp van een rattenmodel veroorzaakten de onderzoekers een cervicale verwonding die het vermogen van de dieren om te grijpen met hun voorste ledematen verminderde. Er waren vier groepen: dieren die alleen de pest kregen; Dieren die vervolgens een vaccinatie van neurale stamcellen hebben gekregen die zijn ontworpen om te groeien en te communiceren met bestaande zenuwen; alleen dieren die rehabilitatie hebben ondergaan; en dieren die stamceltherapie en revalidatie kregen.

Rehabilitatietherapie voor sommige dieren begon een maand na de eerste verwonding, een tijdstip dat ongeveer gelijk is aan de tijd dat de meeste menselijke patiënten worden opgenomen in revalidatiecentra voor dwarslaesie. Revalidatie bestond uit dagelijkse activiteiten die hen beloonden met voedselkorrels als ze begripsvaardigheden hadden.

De onderzoekers ontdekten dat revalidatie de regeneratie van beschadigde corticale axonen op de plaats van de laesie bij ratten bevorderde, en dat de combinatie van revalidatie en vaccinatie resulteerde in significant herstel van de grip op de voorpoot wanneer beide behandelingen 1 maand na de verwonding plaatsvonden.

“Deze nieuwe bevindingen suggereren dat revalidatie een zeer belangrijke rol speelt bij het versterken van functioneel herstel in combinatie met pro-regeneratietherapie, zoals neurale stamceltransplantatie”, zegt eerste auteur Paul Lu, PhD, universitair hoofddocent neurowetenschappen aan de Universiteit van Californië San Diego School of Medicine van de Medicine and Health Science Specialist in de Veterans Administration van het San Diego Health Care System.

“In feite vonden we een verrassend sterk voordeel van intensieve fysieke revalidatie wanneer het wordt gegeven als een dagelijks regime dat veel groter is dan wat mensen nu bieden na SCI.”

Senior auteur Mark H. Toszynski, MD, PhD, hoogleraar neurowetenschappen en directeur van het Institute for Translational Neuroscience aan de UCSD School of Medicine, en collega’s hebben lang gewerkt om de complexe uitdagingen van herstel van ruggenmergletsel en functieherstel aan te pakken.

In 2020 rapporteerden ze bijvoorbeeld de waargenomen voordelen van het enten van neurale stamcellen in muizen, en in 2019 beschreven ze 3D-geprinte implanteerbare steigers die de neuronale groei zouden bevorderen.

Ruggenmergletsels blijven een grotendeels onopgeloste medische uitdaging. Ongeveer 18.000 mensen in de Verenigde Staten hebben elk jaar dwarslaesie, terwijl nog eens 294.000 mensen met dwarslaesie leven, waarbij meestal sprake is van een zekere mate van permanente verlamming of verminderde fysieke functie, zoals controle over de blaas of ademhalingsmoeilijkheden.

Er is een grote onvervulde behoefte aan verbeterde regeneratieve therapieën na dwarslaesie. We hopen dat onze bevindingen de weg wijzen naar een nieuwe mogelijke combinatietherapie bestaande uit neurale stamceltransplantaten naast revalidatie, een strategie waarvan we hopen dat deze binnen de komende twee jaar zal worden overgedragen naar klinische proeven bij mensen.”

Mark H. Toszynski, MD, PhD, hoogleraar neurowetenschappen en directeur van het Translational Neuroscience Institute, University of California San Diego School of Medicine

Co-auteurs zijn: Camila Marques de Freria, Laurie Graham, Amanda N. Tran, Dina Yassin, allemaal bij UCSD; Ashley Villarta, Veterans Administration Medical Center, San Diego; c. Russell Howe en Adam R. Ferguson, Universiteit van Californië, San Francisco.

De financiering voor dit onderzoek kwam gedeeltelijk van de Veterans Administration (subsidie ​​I01RX002264-01A2), het Gordon Mansfield Consortium for Spinal Cord Injury Research (5I50RX001706-06), Wings for Life, de Craig H. Nielsen Foundation en de Adelson Biomedical Stichting Onderzoek.