เซลล์ต้นกำเนิดประสาท

ผลการวิจัยซึ่งเผยแพร่ทางออนไลน์ในวารสารNature Medicine ฉบับ วันที่ 26 กุมภาพันธ์ แสดงถึงขั้นตอนสำคัญในการแปลงานก่อนหน้านี้ที่คล้ายกันในสัตว์ฟันแทะให้ใกล้เคียงกับการทดลองทางคลินิกของมนุษย์ และการรักษาที่เป็นไปได้สำหรับการบาดเจ็บไขสันหลังที่เป็นอัมพาตในคน Mark Tuszynski, MD, PhD, ศาสตราจารย์กล่าวว่า "เป็นเวลากว่าสามทศวรรษที่การวิจัยการบาดเจ็บไขสันหลังได้ค่อยๆ เคลื่อนไปสู่เป้าหมายที่เข้าใจยากของการฟื้นฟูแอกซอนที่ได้รับบาดเจ็บจำนวนมากในระยะไกล ซึ่งเป็นพื้นฐานของการฟื้นฟูการทำงานทางกายภาพอย่างแท้จริง" ของประสาทวิทยาและผู้อำนวยการสถาบันประสาทวิทยาการแปล UC San Diego Tuszynski กล่าวว่า "ในขณะที่มีความก้าวหน้าอย่างแท้จริงในการวิจัยโดยใช้แบบจำลองสัตว์ขนาดเล็ก มีความไม่แน่นอนอย่างมากที่เรารู้สึกว่าสามารถแก้ไขได้ด้วยการพัฒนาแบบจำลองให้เหมือนกับมนุษย์มากขึ้นเท่านั้น ก่อนที่เราจะทำการทดลองกับมนุษย์" Tuszynski กล่าว "เราค้นพบ เช่น วิธีการปลูกถ่ายอวัยวะที่ใช้กับสัตว์ฟันแทะใช้ไม่ได้ผลในไพรเมตขนาดใหญ่ที่ไม่ใช่มนุษย์ มีปัญหาที่สำคัญเกี่ยวกับขนาด การกดภูมิคุ้มกัน เวลา และคุณสมบัติอื่นๆ ของวิธีการที่ต้องเปลี่ยนแปลงหรือประดิษฐ์ขึ้น เราพยายามปลูกถ่ายมนุษย์โดยไม่ได้ทดลองกับสัตว์ขนาดใหญ่ก่อน การทดลองทางคลินิกจึงมีความเสี่ยงอย่างมากที่จะล้มเหลว ไม่ใช่เพราะสเต็มเซลล์ของระบบประสาทล้มเหลวในการเข้าถึงศักยภาพทางชีวภาพ แต่เป็นเพราะสิ่งที่เราไม่รู้ในแง่ของการปลูกถ่ายอวัยวะและการสนับสนุนเซลล์ที่ต่อกิ่ง " Gregoire Courtine, PhD, ศาสตราจารย์และนักวิจัยที่ Center for Neuroprosthetics และที่ Brain Mind Institute ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ Swiss Federal Institute of Technology (EPFL) ในเจนีวา ยังได้ดำเนินการวิจัยเพื่อฟื้นฟูการทำงานหลังจากได้รับบาดเจ็บที่ไขสันหลัง เขาเน้นย้ำถึงความสำคัญของการค้นพบใหม่ "ดร.ทัสซินสกี้และผู้ร่วมงานของเขาเอาชนะความยากลำบากในระเบียบวิธีต่างๆ เฉพาะสำหรับไพรเมตเพื่อให้ได้มาซึ่งความก้าวหน้านี้" เขากล่าว "การแปลงานโดยตรงกับมนุษย์อาจล้มเหลว แต่ยังมีการศึกษาจำนวนมากเกินไปที่ข้ามงานแปลที่สำคัญในแบบจำลองไพรเมตซึ่งจำเป็นก่อนการทดลองทางคลินิกในมนุษย์" ความสำเร็จในการเติบโตและเพิ่มจำนวนเซลล์ต้นกำเนิดจากกราฟต์ที่ทำหน้าที่ในการบาดเจ็บที่ไขสันหลังนั้นถูกขัดขวางโดยความท้าทายทางชีววิทยาที่มีมาแต่กำเนิดมากมาย ตัวอย่างเช่น บริเวณรอบๆ บริเวณที่ได้รับบาดเจ็บ หรือที่เรียกว่าเมทริกซ์นอกเซลล์ ยับยั้งการเติบโตในลักษณะเดียวกับที่แผลเป็นตื้นๆ ไม่เคยมีลักษณะเหมือนเนื้อเยื่อเดิมทั้งในรูปแบบหรือการทำงาน บริเวณที่ได้รับบาดเจ็บมีโปรตีนไมอีลินยับยั้งอยู่มากมาย (ใช้ทำเปลือกหุ้มฉนวนรอบเส้นใยประสาทจำนวนมาก) เซลล์ต้นกำเนิดประสาท แต่ขาดปัจจัยกระตุ้นการเจริญเติบโต เช่น นิวโรโทรฟิน ที่จะกระตุ้นการสร้างแอกซอนและไซแนปส์ของเซลล์ประสาทใหม่ งานก่อนหน้านี้ของ Tuszynski และคนอื่นๆ ได้ค้นพบแนวทางแก้ไขหรือวิธีแก้ปัญหาสำหรับอุปสรรคเหล่านี้มากมาย โดยรายงานความคืบหน้าที่น่าทึ่งโดยใช้แบบจำลองสัตว์ฟันแทะ งานใหม่นี้เกี่ยวข้องกับการใช้เซลล์ต้นกำเนิดจากเส้นประสาทไขสันหลังของมนุษย์ (NPCs) ซึ่งเป็นเซลล์ต้นกำเนิดที่ถูกกำหนดให้กลายเป็นเซลล์ประสาทในระบบประสาทส่วนกลาง (CNS) ในลิงจำพวกลิง ซึ่งชีววิทยาและสรีรวิทยามีความคล้ายคลึงกับ มนุษย์ เนื่องจาก NPCs ได้มาจากไขสันหลังของตัวอ่อนมนุษย์อายุ 8 สัปดาห์ พวกมันจึงมีโปรแกรมการเจริญเติบโตที่ใช้งานอยู่ซึ่งสนับสนุนส่วนขยายของแอกซอนที่แข็งแกร่ง และดูเหมือนว่าจะไม่ไวต่อสารยับยั้งที่มีอยู่ในระบบประสาทส่วนกลางของผู้ใหญ่ สองสัปดาห์หลังจากการบาดเจ็บครั้งแรก (ระยะเวลาที่ตั้งใจจะแสดงถึงระยะเวลาที่ผู้บาดเจ็บต้องรักษาให้คงที่ทางการแพทย์ระหว่างการรักษาด้วยสเต็มเซลล์ของระบบประสาท) นักวิจัยได้ทำการต่อกิ่ง NPC จำนวน 20 ล้านตัวเข้าไปในรอยโรคที่ได้รับบาดเจ็บในลิง โดยได้รับการสนับสนุนโดยค็อกเทลของปัจจัยการเจริญเติบโตและ ยาระงับภูมิคุ้มกัน งานนี้ทำที่ California National Primate Research Center ที่ UC Davis ผู้ตรวจสอบส่วนใหญ่มาจากวิทยาเขตของ UC Michael Beattie, PhD, ศาสตราจารย์และผู้อำนวยการฝ่ายวิจัยของ Brain and Spinal Injury Center ที่ UC San Francisco กล่าวว่า "โครงการการแปลที่มีความซับซ้อนสูงนี้แสดงให้เห็นถึงคุณค่าของการวิจัยร่วมกันในวิทยาเขต UC ด้วยสิ่งอำนวยความสะดวกที่ไม่เหมือนใคร เมื่อเวลาผ่านไป 9 เดือน การปลูกถ่ายได้เติบโตขึ้น แสดงเครื่องหมายของระบบประสาทที่สำคัญ และส่งแอกซอนหลายแสนตัว ซึ่งเป็นเส้นใยที่เซลล์ประสาทส่งสัญญาณไปยังเซลล์ประสาทอื่นๆ ผ่านบริเวณที่บาดเจ็บไปยังเซลล์และเนื้อเยื่อที่ไม่เสียหายในอีกด้านหนึ่ง . หลายเดือนในการศึกษาวิจัย นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่าลิงเริ่มแสดงการเคลื่อนไหวบางส่วนที่ฟื้นตัวในส่วนหน้าของพวกมันที่ได้รับผลกระทบ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ทีมงานได้บันทึกการสร้างแกนคอร์ติคอสไขสันหลังใหม่ ซึ่งจำเป็นสำหรับการเคลื่อนไหวโดยสมัครใจในมนุษย์ เข้าไปในบริเวณที่เกิดรอยโรค ซึ่งเป็นเอกสารแรกที่เป็นที่รู้จักในรูปแบบไพรเมต Courtine จาก EPFL ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษานี้ กล่าวว่า การค้นพบนี้ท้าทายการทำงานหลายทศวรรษเกี่ยวกับกลไกของการฟื้นฟูล้มเหลว และ "แสดงถึงจุดสังเกตในเวชศาสตร์การฟื้นฟู" อย่างไรก็ตาม เขาสังเกตว่าระดับของการปรับปรุงการทำงานยังคงมีจำกัด "ไม่น่าแปลกใจที่การรวมการทำงานของเซลล์ใหม่และการเชื่อมต่อเข้ากับการทำงานของระบบประสาทจะต้องใช้เวลาและขั้นตอนการฟื้นฟูที่เฉพาะเจาะจง" เขากล่าว Ephron S. Rosenzweig, PhD, ผู้ช่วยศาสตราจารย์ในห้องปฏิบัติการของ Tuszynski กล่าวว่า "เป็นไปได้ว่าการสังเกตเป็นระยะเวลานานขึ้น อาจมีการฟื้นตัวมากขึ้น" "การงอกใหม่ของแอกซอน การสร้างไซแนปส์ ไมอีลินเนชัน ทั้งหมดนี้ต้องใช้เวลา และมีความสำคัญต่อการทำงานของระบบประสาท กราฟต์และวงจรใหม่ที่พวกมันเป็นส่วนหนึ่ง ยังคงเติบโตเต็มที่เมื่อสิ้นสุดการสังเกตของเรา ดังนั้นจึงเป็นไปได้ว่าการฟื้นตัวอาจ ได้ดำเนินต่อไป" Tuszynski กล่าวว่างานยังคงต้องทำก่อนที่จะเริ่มการทดลองทางคลินิกในมนุษย์ รวมถึงการผลิตเซลล์ต้นกำเนิดประสาทจากมนุษย์ที่ตรงตามข้อกำหนดของสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา และการศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับความปลอดภัย กลุ่มของเขายังคงค้นหาวิธีที่จะส่งเสริมการเติบโต ระยะทาง และการทำงานของเซลล์ที่สร้างใหม่ต่อไป "ดูเหมือนว่าเราได้เอาชนะอุปสรรคสำคัญบางประการ รวมทั้งลักษณะการยับยั้งการเจริญเติบโตของไมอีลินในผู้ใหญ่ต่อการเจริญเติบโตของแอกซอน" เขากล่าว "งานของเราสอนเราว่าสเต็มเซลล์จะใช้เวลานานในการโตเต็มที่หลังการปลูกถ่ายไปยังจุดที่บาดเจ็บ และต้องใช้ความอดทนเมื่อจะย้ายไปยังมนุษย์ ถึงกระนั้น การเติบโตที่เราสังเกตได้จากเซลล์เหล่านี้ก็น่าทึ่งและไม่เหมือนสิ่งใดเลย ฉันคิดว่าเป็นไปได้เมื่อ 10 ปีที่แล้ว มีศักยภาพที่ชัดเจนที่นี่ซึ่งเราหวังว่าจะเป็นประโยชน์ต่อผู้ที่มีอาการบาดเจ็บที่ไขสันหลัง"