Нейрональные стволовые клетки: как помогают, нервные стволовые клетки, клонированные клетки-предшественники

При глиомах мозга крыс трансплантированные нейрональные стволовые клетки мигрируют к опухоли и локализуются по ее периферии. Интересно, что направленная мигра­ция происходит не только при имплантации стволовых клеток в месте локализации опухоли, но и при введении этих клеток в удаленные от нее участки ипсилатеральной коры, и даже в противоположное полушарие или в желудочки мозга. Более того, нервные стволовые клетки были обнаружены в месте локализации опухоли после внутривенного введения нейрональных стволовых клеток.

Исходя из этого, представляется возможным использовать нервные стволовые клетки в нейроонкологии для целенаправленного транспорта противоопухолевых препаратов, на­пример цитозиндезаминазы. Внутримозговая трансплантация крысам клеток-предшественников, экс­прессирующих интерлейкин-4, приводит к постепенному исчезновению опухо­ли. Трансплантированные клетки-предшественники, меченные BrdU, сохраняются в течение несколь­ких недель.

Перспективным также представляется применение клеточной терапии в лече­нии различных форм демиелинизирующих заболеваний. В связи с этим интерес представляют результаты трансплантационной терапии генетически обусловлен­ного дисмиелиногенеза у мутантной линии мышей shiverer, у которых нарушена миелинообразующая функция олигодендроцитов. При внутрижелудочковой трансплантации новорожденным мышам этой линии клонированных стволовых клеток проис­ходит замещение дефектных олигодендроцитов на миелинобразующие клетки олигоглии, которые De novo формируют миелиновые оболочки.

Подтверждением этого служит частичное или полное исчезновение тремора, основного симптома поражения центральной нервной системы у мышей линии shiverer. Клонированные клетки-предшественники олигодендроцитов трансплантировали также в спинной мозг нормальных и новорожденных крыс. Использованы клетки, содержащие ген Lac Z и клетки, экспрессирующие β-галактозидазу (LacZ+).

В спинном мозге md крыс трансплантированные клетки мигрировали по аксональным трактам на расстояние 7 мм (Lac Z) и 12 мм (Lac Z+) от места введения и образовывали нор­мальные миелиновые оболочки.

Нейральные клетки-предшественники субвентрикулярной зоны взрослых мышей мигрируют к очагу демиелинизации в мозолистом теле, вызванной локальным введением лизолецитина, и трансформируются в олигодендроциты и астроциты. Эти клетки экспрессируют эмбриональные формы молекул клеточной адгезии нейральных клеток, связанные с полисиаловой кислотой (PSA-NCAM).

PSA-NC AM-позитивные клетки составляют более 90 % Клеток нейросфер, полученных из клеток мозга эмбриона. В случае культивирования нейросфер на адгезивном субстрате отрост­ки нервных клеток формируют зону роста, в которой укрепляются PSA-NCAM — позитивные клетки, экспрессирующие антигены, характерные для олигоглии.

Похожая статья  Дополнительные образовательные услуги в образовательном учреждении

Нейросферы, обогащенные PSA-NCAM-позитивными клетками-предшественниками олигодендроцитов, получили название «олигосферы». При трансплантации олигосфер в мозг ново­рожденным мышам линии shiverer клетки-предшественники дают начало клеткам, формирующим миелиновые оболочки аксонов. Следовательно, олигосферы могут быть материалом для трансплантации при демиелинизирующих заболеваниях центральной нервной системы.

Тотипотентные эмбриональные стволовые клетки также могут быть источниками клеток-предшественников астроцитов и олиго­дендроцитов. Клонирование их в средах, содержащих комплекс ростовых факто­ров (GFG2, EGF, PDGF), дает возможность получить изоморфную популяцию клеток-предшественников глии. При отсутствии таких факторов в культуральной среде эти клетки дифференцируются в астроциты и олигодендроциты.

Введение клеток-предшественников глии, полученных из эмбриональных стволовых клеток, в спинной мозг 7-дневных крыс, у которых нарушена миелинизация во­локон, приводило к локальному образованию миелиновых волокон. Миграция трансплантированных клеток ограничивалась 2 мм. При внутрижелудочковой трансплантации клеток-предшественников глии 17-дневным эмбрионам крыс этой линии миелинизированные волокна выявляли в различных областях головного мозга (мозолистое тело, передняя комиссура, неокортекс, гиппокамп, тектум, таламус и гипоталамус).

Воз­можность трансэпендимной миграции миелинобразующих клеток указывает на разработку в перспективе клинических методов внутримозговой и внутрижелу­дочковой клеточной терапии наследственных демиелинизирующих заболеваний в раннем детском возрасте.

При гипоксической ишемии нейротрофический эффект трансплантации эмбриональных нервных клеток заключается в стимуляции процессов регенера­ции в центральной нервной системе и снижении количества поврежденных нейронов в коре головного мозга взрослых крыс.

Фокальную ишемию мозга крыс вызывали закрытием средней мозговой арте­рии. В качестве трансплантатов использовали мультипотентные нейральные стволовые клетки, полученные из клонов эмбриональных стволовых клетокитератокарциномы человека, в том числе клетки ли­нии NT2N. Имплантировали в стриатум как нативные, так и криоконсервированные клетки на фоне иммуносупрессивной терапии. Через 1 месяц после трансплан­тации значительно улучшилась двигательная активность крыс по сравнению с контрольными ложнооперированными животными.

Похожая статья  Сенсорные соматические зоны

Установлено, что более половины трансплантированных стволовых клеток костного мозга миг­рируют в полушарие мозга, где находится ишемический очаг. Количество астро­цитов возрастает в 1, 5 раза по сравнению с контрлатеральным полушарием. Пред­полагается, что трансплантация стволовых клеток костного мозга может быть использована для лечения заболеваний центральной нервной системы.

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.

Похожая статья  Трансплантация кроветворных стволовых клеток — метод лечения онкологических заболеваний крови

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.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

code