Ученые из Израиля впервые в мировой практике вырастили имплантаты спинного мозга из тканей, взятых у людей-добровольцев. Затем эти имплантаты были использованы для реабилитации парализованных ранее мышей.
Исследования проводятся под руководством профессора Тала Двира из Сагольского центра регенеративных биотехнологий Тель-Авивского университета. Его команда приступила к работе, взяв небольшие образцы жировой ткани из брюшной полости трех человек, после чего отделила соматические клетки внутри этой ткани от окружающего их материала внеклеточного матрикса.
С помощью генной инженерии клетки были перепрограммированы, превратившись в так называемые индуцированные плюрипотентные стволовые клетки. Интерстициальный матрикс, тем временем, был преобразован в гидрогель. Поскольку гель был изготовлен из собственных тканей каждого человека, это исключало возможность его отторжения иммунной системой при имплантации в организм.
После этого стволовые клетки были введены в гидрогель с помощью " технологии, имитирующей эмбриональное развитие спинного мозга". Через 30 дней была получена партия трехмерных имплантатов спинного мозга, каждый из которых состоял из нейронных сетей, содержащих двигательные нейроны.
Впоследствии они были пересажены мышам, которые потеряли возможность пользоваться левой задней лапой из-за частичного разрыва спинного мозга.
В одной группе, которая совсем недавно получила травму, имплантат успешно устранил разрыв в спинном мозге, что позволило 100 процентам мышей полностью восстановить работу задней лапы после процесса реабилитации. В другой группе, которая была травмирована шестью неделями ранее, процент успеха составил около 80 процентов - в этом случае перед установкой имплантата пришлось удалить рубцовую ткань, образовавшуюся в месте травмы.
Схемы. a) Концепция. У пациента извлекается ткань сальника. Затем отделяются клетки и ЭЦМ. Пока клетки перепрограммируются для превращения в iPSCs, ECM перерабатывается в термореактивный гидрогель. Затем iPSCs заключаются в гидрогель на базе сальниковой сумки, чтобы создать имплантаты стволовых клеток. Имплантаты подвергаются 30-дневному процессу дифференцировки, который имитирует эмбриональное развитие СК. Полученные имплантаты нейронов СК, являются полностью аутологичными, и могут быть имплантированы пациенту. б) Схемы исследования. Дифференцированные имплантаты моторных нейронов СК сначала были охарактеризованы in vitro. Затем терапевтический потенциал этих имплантатов был оценен в моделях острой и хронической травмы при гемисекции. Были изучены молекулярные, поведенческие и анатомические аспекты.
В настоящее время технология продолжает развиваться в компании Matricelf.
"Мы рассчитываем в течение ближайших нескольких лет выйти на стадию клинических испытаний на людях", - говорит Двир. "Поскольку мы предлагаем передовую технологию в области регенеративной медицины, и так как в настоящее время не существует альтернативы для парализованных пациентов, у нас есть все основания ожидать относительно быстрого одобрения нашей технологии".
Статья об этом исследовании была недавно опубликована в журнале Advanced Science.
Источники:Тель-Авивский университет
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202105694
https://english.tau.ac.il/news/artificial-spine