Verbazingwekkende vooruitgang bij herstel van de wervelkolom zorgt ervoor dat gewonde muizen weer kunnen lopen: ScienceAlert

Onderzoekers waren in staat om ‘onomkeerbare verlamming’ bij muizen met volledige dwarslaesies ongedaan te maken met behulp van gentherapie.

Het team ontdekte dat het teruggroeien van neuronen niet voldoende is om het lopen volledig te herstellen, en dat regeneratieve behandelingen zich op specifieke neuronen moeten richten en hen moeten begeleiden naar waar ze thuishoren, iets dat voorheen niet bekend was.

Er is nog veel werk aan de winkel, maar het Zwitserse en Amerikaanse team zeggen dat dit de eerste stap is op weg naar het creëren van de technologie die nodig is om hetzelfde bij mensen te bereiken.

“We verwachten dat onze gentherapie synergetisch zal werken met onze andere procedures waarbij elektrische stimulatie van het ruggenmerg betrokken is.” Hij zegt Neurowetenschapper Gregoire Courtin van het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie (EPFL).

compleet Ruggengraat letsel (SCI) verhindert dat het ruggenmerg zichzelf geneest. Herstel vereist het stimuleren van neuronale hergroei, wat is bereikt, maar de omstandigheden die nodig zijn voor deze behandelingen om de motorische functie te herstellen blijven een mysterie.

We weten dat muizen en mensen met gedeeltelijke dwarslaesies tijdelijk verlamd raken, maar de meeste motorische functies worden weer normaal. De neuronen die verantwoordelijk zijn voor het lopen bevinden zich in het ruggenmerg lumbale Gebied, maar na gedeeltelijke dwarslaesie, neuronen in thoracaal Het gebied geeft communicatie door via het ruggenmerg, waardoor het lopen kan worden hersteld.

Het team veronderstelde dat het herstellen van deze specifieke neurale connectiviteitspatronen ervoor zou kunnen zorgen dat iemand met een volledige dwarslaesie ook weer zou kunnen lopen.

“We werden geïnspireerd door de natuur toen we een therapeutische strategie ontwierpen die de herstelmechanismen van het ruggenmerg nabootst die spontaan optreden na gedeeltelijke verwondingen.” Hij zegt EPFL-neurowetenschapper Jordan Squire.

Onderzoekers gebruikten genetische analyse om te identificeren welke neuronen in het thoracale ruggenmerg normaal herstel na gedeeltelijke dwarslaesie bevorderen. Ze traceerden de axonen, kleine zenuwvezels die zenuwcellen verbinden en ervoor zorgen dat ze kunnen communiceren, en ontdekten dat ze op natuurlijke wijze het lumbale ruggenmerg bereikten.

“Onze observaties met behulp van single-cell nucleaire RNA-sequencing onthulden niet alleen welke specifieke axonen moeten regenereren, maar onthulden ook dat deze axonen zich opnieuw moeten verbinden met hun normale doelen om de motorische functie te herstellen.” Hij zegt Vierkant.

border-frame=”0″ allow=”accelerometer; autoplay; schrijven naar klembord; gecodeerde media; gyroscoop; picture-in-picture; web-sharing”allowfullscreen>

En in 2018 hetzelfde team Behandeling tonen Dat stimuleerde de regeneratie van axonen bij muizen, die weer konden groeien nadat ze ernstige schade aan het ruggenmerg hadden opgelopen.

“Maar we realiseerden ons ook dat dit niet genoeg was om de motorische functie te herstellen.” Hij legt uit Mark Anderson, een neurowetenschapper bij EPFL, “omdat de nieuwe vezels er niet in slaagden zich op de juiste plaatsen aan de andere kant van de laesie te verbinden.”

Daarom hebben neurowetenschappers een gentherapie ontwikkeld om axonale hergroei te stimuleren En Leid ze helemaal naar het lumbale ruggenmerg.

Ze schakelden groeiprogramma’s in specifieke neuronen in, zodat hun axonen terug konden groeien. Ze reguleerden ook eiwitten die axonen helpen door de kern van beschadigd weefsel te reizen, en gaven ze begeleidingsmoleculen om hen te helpen hun normale doelwitten in het lumbale ruggenmerg te vinden.

Dit resulteerde in aanzienlijk herstel bij muizen met volledige dwarslaesie. De muizen konden weer lopen, met looppatronen die vergelijkbaar waren met die van muizen die na een gedeeltelijke dwarslaesie weer zelfstandig begonnen te lopen.

Toen ze deze neuronen uitschakelden, konden de muizen niet langer lopen, wat aantoont dat dit herstel van de functie afhankelijk was van de geregenereerde axonen van specifieke neuronen.

De auteurs zeggen dat het ontdekken van hoe specifieke subsets van neuronen naar hun normale doelgebieden kunnen worden gestuurd, een stap is in de richting van technologie die motorische functies bij mensen kan herstellen.

“Wij zijn van mening dat een complete oplossing voor de behandeling van ruggenmergletsel beide benaderingen vereist: gentherapie om de relevante zenuwvezels terug te laten groeien, en spinale stimulatie om het vermogen van zowel deze vezels als het ruggenmerg onder het letsel om beweging te produceren te maximaliseren,” Curtin gezegd. Hij zegt.

De complexiteit van het bevorderen van regeneratie over langere afstanden bij grotere dieren zoals wij betekent dat een succesvolle strategie waarschijnlijk verder onderzoek zal vergen.

het team Hij concludeert dat hun werk dat ook zal doen “Het opent het raamwerk voor een gunstig herstel van het gewonde ruggenmerg en kan het herstel na andere vormen van letsel en ziekte aan het centrale zenuwstelsel versnellen.”

Het onderzoek is gepubliceerd in Wetenschappen.