Bilim insanları, omurilik yaralanması nedeniyle felç olan farelerde yürümeyi yeniden sağlayan nöronları yeniliyor

2018 yılında Nature dergisinde yayınlanan bir çalışmada ekip, kemirgenlerde omurilik yaralanmasından sonra sinir hücrelerini birbirine bağlayan ve onların iletişim kurmasını sağlayan küçük lifler olan aksonların yeniden büyümesini tetikleyen bir tedavi yaklaşımı belirledi. Ancak bu yaklaşım, ciddi omurilik lezyonlarında aksonların başarılı bir şekilde yenilenmesine yol açsa da, fonksiyonel iyileşmenin sağlanması önemli bir zorluk olmaya devam etti.

Bu hafta Science dergisinde yayınlanan yeni çalışma için ekip, aksonların rejenerasyonunun belirli nöronal alt popülasyonlardan doğal hedef bölgelerine yönlendirilmesinin, farelerde omurilik yaralanmasından sonra anlamlı fonksiyonel restorasyona yol açıp açamayacağını belirlemeyi amaçladı. Kısmi omurilik yaralanmasından sonra yürümenin iyileşmesini sağlayan sinir hücresi gruplarını tanımlamak için ilk olarak ileri genetik analiz kullandılar.

Araştırmacılar daha sonra, spesifik bir rehberlik olmadan omurilik lezyonu boyunca bu sinir hücrelerinden aksonların sadece yenilenmesinin fonksiyonel iyileşme üzerinde hiçbir etkisi olmadığını buldu. Bununla birlikte, strateji, bu aksonların rejenerasyonunu lomber omurilikteki doğal hedef bölgelerine çekmek ve yönlendirmek için kimyasal sinyallerin kullanılmasını içerecek şekilde geliştirildiğinde, tam omurilik yaralanmalı bir fare modelinde yürüme yeteneğinde önemli gelişmeler gözlemlendi.

UCLA David Geffen Tıp Fakültesi'nde nörobiyoloji profesörü ve yeni araştırmanın kıdemli yazarlarından Michael Sofroniew, "Çalışmamız, akson rejenerasyonunun incelikleri ve omurilik yaralanmalarından sonra fonksiyonel iyileşme gereksinimleri hakkında önemli bilgiler sağlıyor" dedi. çalışmak. "Bu, yalnızca lezyonlar boyunca aksonların yenilenmesinin gerekliliğini değil, aynı zamanda anlamlı nörolojik restorasyon elde etmek için onları doğal hedef bölgelerine ulaşmaları için aktif olarak yönlendirmenin gerekliliğini de vurguluyor."

Yazarlar, belirli nöronal alt popülasyonların doğal hedef bölgelerine projeksiyonlarını yeniden oluşturmanın, daha büyük hayvanlarda ve insanlarda nörolojik fonksiyonları düzeltmeyi amaçlayan tedavilerin geliştirilmesi için önemli bir umut vaat ettiğini anlamanın mümkün olduğunu söylüyor. Bununla birlikte araştırmacılar, kemirgen olmayan hayvanlarda daha uzun mesafelerde yenilenmeyi teşvik etmenin karmaşıklığını da kabul ediyor; bu da karmaşık mekansal ve zamansal özelliklere sahip stratejiler gerektiriyor. Yine de, çalışmalarında ortaya konan ilkelerin uygulanmasının, "yaralı omuriliğin anlamlı bir şekilde onarılmasını sağlayacak çerçevenin kilidini açacağı ve diğer merkezi sinir sistemi hasarı ve hastalıklarının ardından onarımı hızlandırabileceği" sonucuna vardılar.

Araştırma ekibinde NeuroX Enstitüsü, Yaşam Bilimleri Okulu, İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü'nden (EPFL) bilim insanları; Lozan Üniversitesi Hastanesi (CHUV) Nöroşirürji Bölümü ve Lozan Üniversitesi (UNIL), Girişimsel Nöroterapi Merkezi (NeuroRestore); Wyss Biyo ve Nöromühendislik Merkezi; Lozan Üniversite Hastanesi (CHUV) ve Lozan Üniversitesi Klinik Sinir Bilimi Bölümü; Biyomühendislik, Kimya ve Biyokimya Bölümleri, Kaliforniya Üniversitesi, Los Angeles; Bertarelli Gen Terapisi Platformu, İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü; Brain Mind Institute, Yaşam Bilimleri Okulu, İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü; M. Kirby Nörobiyoloji Merkezi, Nöroloji Bölümü, Boston Çocuk Hastanesi, Harvard Tıp Okulu, Boston; Nörobiyoloji Anabilim Dalı, David Geffen Tıp Fakültesi, Kaliforniya Üniversitesi, Los Angeles.

Bu çalışma Defitech Vakfı, Wings for Life, Riders4Riders, Wyss Biyo ve Nöromühendislik Merkezi, İsviçre Ulusal Bilim Vakfı (PZ00P3_185728 - M.A.A. ve PZ00P3_208988 - J.W.S.); Morton Cure Felç Vakfı (MAA'ya); ALARME Vakfı (MAA ve G.C'ye); Dr. Miriam ve Sheldon G. Adelson Tıp Vakfı (M.V.S., Z.H. ve T.J.D.'ye); Wings for Life (M.A.A., M.V.S., M.A.S. ve M.M); Holcim-Stiftung Vakfı (J.W.S.'ye); ve Kanada Sağlık Araştırma Enstitüleri (J.W.S.'ye). Çizimler için J. Ravier ve M. Burri'ye ve Wyss Biyo ve Nöromühendislik Merkezi, Cenevre'deki Gelişmiş Işık Sayfası Görüntüleme Merkezi'nden (ALICe) L. Batti ve I. Gantar'a minnettarız. Finansman: Bu çalışma kısmen Gen İfadesi Çekirdek Tesisi'nin kaynakları ve hizmetleri ve EPFL Yaşam Bilimleri Okulu'ndaki Gen Terapisi için Bertarelli Platformu kullanılarak desteklenmiştir.