Морфологические и поведенческие эффекты трансплантации нейральных стволовых клеток: амфетаминовые пробы

Исследовались морфологические и поведенческие эффекты трансплантации нейральных стволовых клеток (линии МНР36), выделенных из гиппокампа 14-дневных эмбрио­нов. МЕ1Р36-клетки имплантировали над поврежденным полем СА1 гиппокампа. По данным гистологических исследований, трансплантированные клетки мигри­ровали в зону повреждения, восстанавливали структуру поля СА1 и дифферен­цировались в зрелые нервные и глиальные клетки, что приводило к восстановле­нию нарушенных когнитивных и поведенческих функций.

Аналогичные резуль­таты получены при имплантации МНР36 в гиппокамп обезьян-мармозеток после цитотоксического повреждения поля СА1 гиппокампа, а также у крыс после цитотоксического повреждения холинэргических структур переднего мозга. Во всех случаях трансплантация клеток МНР36 сопровождалась восстановлением струк­туры и функций поврежденных образований мозга.

В ряде исследований проводили трансплантацию стволовых клеток при экспериментальной модели болезни Паркинсона. L. Studer et al. (1998) использовали клетки-предшественники, выделенные из вентрального отдела среднего мозга 12-дневных эмбрионов крыс. Они культи­вировали пролиферирующие клетки в бессывороточной среде, содержащей FGF2 в течение 1 недели. В последующем проводили роллерное культивирование нейро­сфер и дифференциацию клеток-предшественников в дофаминергические нейроны после удаления рос­тового фактора.

Такой подход позволял получать 30-кратное увеличение количе­ства клеток. Амфетаминовые пробы показали, что клетки нейросфер, трансплантиро­ванные в стриатум крыс, компенсировали нарушения локомоторной активности животных, вызванные односторонним повреждением дофаминергических нейро­нов черной субстанции 6-гидроксидофамином.

В условиях экспериментальной модели Паркинсона проводилась транспланта­ция плюрипотентных клеток тератокарциномы человека в черную субстанцию и стриатум. Эти клетки активно пролиферировали, однако количество нейронов, экснрессируюгцих тирозингидроксилазу было недостаточным для восстановления функции нигростриарной системы.

При экспериментальном паркинсонизме у крыс для внутристриарной транс­плантации использовали также мультипотентные генетически модифицированные стволовые клетки костного мозга крыс и человека (трансдукция генов, кодирующих тирозингид­роксилазу и гуанозинтрифосфатцргклогидролазу — фермент, необходимый для выработки кофактора тирозингидроксилазы). Генетически модифицированные клетки синтезировали L-DOPA In vitro и при трансплантации в стриатум в зна­чительной степени снижали уровень функциональных нарушений по результатам амфетаминовой пробы.

Для лечения экспериментального паркинсонизма крыс предложена стимуля­ция пролиферации, направленной миграции и дифференциации «покоящихся» стволовых клеток зрелого мозга. При одностороннем повреждении 6-гидроксидо­фамином дофаминергических нейронов черной субстанции и вентральной сегмен­тальной области вводили в ипсилатеральный стриатум трансформирующий фак­тор роста (TGFa) через вживленную канюлю с помощью микроинжектора.
По дан­ным гистологических исследований, в субвентрикулярной зоне стриатума и только на стороне повреждения активно пролиферируют стволовые клетки и генерируются нейрональные клетки-предшественники, которые мигрируют в область TGFa, где формируют зрелые нейроны.

Через 3-4 недели после операции в поведении животных наблюдали значительное улучшение локомоторной функции по показателям апоморфиновой вращатель­ной пробы. Предполагается, что наблюдаемый эффект связан именно с TGFa, так как у больных паркинсонизмом незначительно повышается уровень эндогенного TGFa. Возможно, внутримозговая инфузия TGFa найдет клиническое примене­ние в лечении паркинсонизма и других форм патологии центральной нервной системы.

Сделаны также попытки трансплантации клонированных нейральных клеток-предшественников человека крысам, у которых моделировали хорею Гентинтона. Большая часть транс­плантированных клеток дифференцировалась и экспрессировала нейральные ан­тигены, в том числе DARPP-32 — ингибитор фосфатазы, содержащийся в дофа­минергических нейронах. Наблюдался дифференцированный рост аксонов этих нейронов в мозге реципиента без выраженной специфичности формирующихся связей.

Для трансплантации использовали также линейные нейральные постмитотические клетки тератокарциномы человека (NTera-2), которые дифференцирова­лись под действием ретиноевой кислоты и были сходными по биохимическим по­казателям с нейронами стриатума. Клетки NTera-2 трансплантировали в стриатум крыс при его одностороннем повреждении хинолиновой кислотой. Крысам конт­рольной группы вводили ткань эмбрионального стриатума. При сравнении уста­новлена равная степень восстановления нарушенных двигательных функций. По­лученные результаты свидетельствуют о перспективности генноинженерных тех­нологий в создании клеток с заданными параметрами, необходимыми для клеточно-трансплантационной терапии заболеваний центральной нервной системы.