Badanie na myszach pokazuje, że zmodyfikowana terapia komórkami odpornościowymi chroni uszkodzone neurony.
Poważne urazy rdzenia kręgowego uszkadzają komórki nerwowe, przerywając połączenie komunikacyjne między mózgiem a resztą ciała i powodując trwałą niepełnosprawność milionów ludzi na całym świecie. Początkowy uraz stanowi tylko niewielką część całkowitego uszkodzenia rdzenia kręgowego, tkanki rozciągającej się od pnia mózgu do dolnej części pleców. Większość uszkodzeń wynika ze zmian zwyrodnieniowych, które zachodzą w miejscu urazu.
Chociaż prowadzone są znaczne badania nad opracowaniem metod naprawy uszkodzonych tkanek, naukowcy z Washington University School of Medicine w St. Louis skupili się zamiast tego na opracowaniu na myszach immunoterapii, która minimalizuje uszkodzenia spowodowane urazowym uszkodzeniem rdzenia kręgowego. Ich odkrycia pokazują, że immunoterapia może zmniejszyć takie uszkodzenia, chroniąc neurony w miejscu urazu przed atakiem ze strony komórek odpornościowych.
Badanie opublikowane w Naturawykazuje sukces u myszy poddanych immunoterapii i przedstawia nowatorskie podejście, które może pomóc w poprawie wyników leczenia osób po urazach rdzenia kręgowego.
Zrozumienie roli komórek odpornościowych
„Komórki odpornościowe w ośrodkowym układzie nerwowym mają reputację złoczyńców, którzy mogą uszkodzić mózg i rdzeń kręgowy” – powiedział starszy autor dr Jonathan Kipnis, wybitni profesor patologii i immunologii Alan A. i Edith L. Wolff oraz badacz BJC w WashU Medicine. „Jednak nasze badanie pokazuje, że możliwe jest wykorzystanie neuroprotekcyjnej funkcji komórek odpornościowych, przy jednoczesnym kontrolowaniu ich wrodzonych szkodliwych zdolności, aby pomóc w powrocie do zdrowia po uszkodzeniu centralnego układu nerwowego”.
Krótko po uszkodzeniu układu nerwowego komórki odpornościowe zalewają to miejsce. Wśród nich znajduje się mieszanina aktywowanych limfocytów T – podzbioru komórek odpornościowych – które uszkadzają lub chronią otaczające neurony. Doktor Wenqing Gao, pracownik naukowy ze stopniem doktora na Wydziale Patologii i Immunologii oraz pierwszy autor badania, przeanalizował limfocyty T z rdzenia kręgowego uszkodzonych myszy i przeprowadził analizę genetyczną w celu rozszyfrowania ich tożsamości. Jej celem było oddzielenie szkodliwych komórek T od ochronnych i stworzenie licznych kopii korzystnych komórek, za pomocą których można było leczyć ranne myszy.
Odkryła jednak, że jest w tym pewien haczyk. Ochronne komórki T, które atakują miejsce urazu, mogą omyłkowo zaatakować otaczające tkanki organizmu, jeśli są aktywowane zbyt długo, powodując chorobę autoimmunologiczną. Aby poprawić bezpieczeństwo terapii, Gao zmodyfikował komórki tak, aby wyłączały się po kilku dniach.
Obiecujące wyniki i przyszłe cele
Myszy, którym podano zmodyfikowane limfocyty T, miały lepszą mobilność niż myszy nieleczone. Naukowcy zaobserwowali największą poprawę, gdy myszom podano limfocyty T w ciągu tygodnia od urazu. U żadnej z myszy otrzymujących immunoterapię nie rozwinęła się niszczycielska reakcja autoimmunologiczna.
„Nie ma skutecznych metod leczenia urazów centralnego układu nerwowego” – wyjaśnił Gao. „Opracowaliśmy immunoterapię w przypadku takich urazów, wykorzystując ochronne komórki odpornościowe, które naciekają miejsce urazu, i odkryliśmy, że radykalnie poprawia to mobilność myszy”.
We współpracy z Wilsonem Zacharym Rayem, MD, chirurgiem rdzenia kręgowego z WashU Medicine oraz profesorem neurochirurgii Henry’ego G. i Edith R. Schwartz, badacze codziennie przez tydzień poszukiwali także limfocytów T w płynie mózgowo-rdzeniowym pacjentów z chorobą rdzenia kręgowego. urazy sznurka. Odkryli znaczną ekspansję limfocytów T, potwierdzając wykonalność namnażania ochronnych limfocytów T od takich pacjentów w celu wygenerowania immunoterapii.
„Naszym przyszłym celem jest opracowanie badania klinicznego w celu przetestowania terapii u osób z takimi urazami, przy jednoczesnym rozszerzeniu tych prac na choroby neurodegeneracyjne, takie jak stwardnienie zanikowe boczne (ALS) oraz Alzheimera i choroby Parkinsona” – powiedział Gao.
Dodał Kipnis: „Chociaż początkowy czynnik wyzwalający choroby neurodegeneracyjne jest inny, w późniejszej śmierci neuronów mogą równie dobrze pośredniczyć podobne procesy, otwierając możliwość przystosowania naszych zmodyfikowanych komórek do stosowania w terapii neurodegeneracji”.
Odniesienie: „Zaawansowana terapia komórkami T w przypadku uszkodzenia ośrodkowego układu nerwowego” autorstwa Wenqing Gao, Min Woo Kim, Taitea Dykstra, Siling Du, Pavle Boskovic, Cheryl F. Lichti, Miguel A. Ruiz-Cardozo, Xingxing Gu, Tal Weizman Shapira, Justin Rustenhoven, Camilo Molina, Igor Smirnov, Yifat Merbl, Wilson Z. Ray i Jonathan Kipnis, 4 września 2024 r., Natura.
DOI: 10.1038/s41586-024-07906-y
Prace te były wspierane w ramach programu BJC Investigators Program w WashU.
