Медицинская реабилитация

Регенерация зрительного нерва возможна в том случае, если ... | О спинальной травме

Солон Танос (проект Р12) и его группа, работающие в рамках Исследовательской лаборатории университетской Глазной клиники в Тюбингене, Германия, разрабатывают новые подходы к проблеме операционного восстановления сочленений рассеченных волокон нейроткани ЦНС. И это не единственная лаборатория, приступившая к исследованиям в области разработки научной системы регенерации зрительного нерва после пионерских попыток, предпринятых Агварайо в 1985 году по проблеме регенерации тканей. Одно из основных препятствий, с которыми сталкиваются исследования в данной области, проистекает из индуцируемого поражением катаболического распада (представляющего собой некую разновидность запрограммированной гибели клеток, носящую название апоптоза) ретиральных клеток ганглия (РКГ), из которых формируется ткань зрительного нерва. Каким образом можно сохранить эти клетки? Танос предположил, что ответственность за процесс распада ганглия могут нести иммунные механизмы, и провел ряд экспериментов с рядом иммунноподавляющих факторов - таких, как цитокин и его разновидность IL-4. Он обнаружил, что на ранних стадиях воспалительного процесса микроглиальные клетки продуцируют пролеолитические ферменты (группы протеазы), оказывающие негативное воздействие на РГК. Используя факторы подавления, полученные на основе протеазы, ему удалось сохранить большое количество РГК, причем сделать ему это удалось без необходимости регенировать их аксоны. Поэтому в качестве следующей цели была поставлена задача получения волокон возобновления роста РГК. В качестве субстрата для выращивания ткани зрительного нерва Танос использовал аутотрансплантанты периферического нерва у взрослых особей крыс, позволяющие проводить с их помощью регенерацию.

Дальнейшее успешное продвижение по пути решения проблемы регенерации было обусловлено применением разработанных Швабом антител IN-1. Успех этих попыток проверялся буквально под микроскопом: регенирировалось до 15-20% тканей, - и это было оптимальным: новые, регенерированные, ткани были до некоторой степени ретинотопически-организованы и обеспечивали восстановление элементарных визуально-наблюдаемых функций; это могло означать, что некоторые тканевые отростки достигли нужных участков центральных областей головного мозга, отвечающих за работу органов зрения.

Сотрудник пизанского Института нейрофизиологии Витторио Порчиатти и его коллеги используют иной подход к проблеме, нежели тот, который применяется Таносом по его проекту, изложенному выше (проект Р12, №111). Попытка, предпринятая Порчиатти, базировалась на недавно полученных Дж.-К. Мартину, сотрудником Глаксоновского института молекулярной биологии в Женеве, свидетельствах того, что протоонкоген bct-2 может препятствовать апоптозу РГК. Порчиатти удалось добиться такой внутригенной мутации взрослой особи мыши, при которой обеспечивалось пере-выраженное преобладание нейронов над данным фактором. В отличие от нормальных взрослых особей животных, когда после рассечения зрительного нерва распадалось до 90% РКГ, в мыши, которой вводился bct-2, удалось сохранить живыми почти 70% РКГ. Убедительный успех! (Рис.6). К сожалению, тем не менее, эти выжившие РКГ оказались неспособны к спонтанному возобновлению роста своих аксонов. Определенное количество волокон зрительного нерва начинало давать отростки немедленно после задействования антител IN-1; а когда добавлялись имплантаты периферических глиальных клеток (клеток Шванна), можно было видеть, как регенирированная ткань появляется еще и еще.

Клаудиа А.О.Штюрнер (проект Р20), сотрудник Биологического факультета Университета Констанцы, Германия, проводит сравнительный анализ между жизненным циклом клеток головного мозга взрослых особей рыб и млекопитацющих. Вопрос принципиальной важности проистекает из того факта, что у рыб поврежденные нейроволокна головного мозга могут регенирироваться, а у высших позвоночных, включая и человека, - нет. Почему? Д-р Штюрнер, безусловно, знала о том, что, при условии обеспечения позволяющих это субстратов, потенциально млекопитающие способны регенирировать рассеченные аксоны.

На основе клеточных культур она подтвердила, что волокна сетчатки млекопитающих регенерируются на подложках, допускающих рост клеток, таких как мозг золотой рыбки (Рис.7). Каковы факторы управляют энергией, присущей клеткам центральной нервной системы (ЦНС) для обеспечения увеличения волокон? Доктор Штурмер начал исследовать эту проблему на визуальной системе рыбы с факторами, обеспечивающими рост, среди которых имеется GAP-43, протеин, связанный с ростом, который был открыт в 1981 г. Шерном и Виллардом. Этот протеин присутствует у рыбы во время нормального развития мозга, а также в поврежденных нервах во время взросления. Он снова исчезает сразу же после установления связей. Аналогичные условия обнаружены у крыс, с тем исключением, что GAP-43 представляется "дремлющим" в большинстве нервных клеток взрослых животных. Это могло бы объяснить, почему регенерация сохраняется только в аксотомизированных RGC, которые сохраняют GAP-43, и этот результат мог бы стимулировать попытки применить этот фактор на взрослых животных либо непосредственно, либо путем выделения соответствующих генов.