Vier Monate nach der Behandlung, Yasuhiro Shiga, MD, Ph. D., geprüft auf seine Ratten. Zu Fuß ins Labor, er trug minimalen Erwartungen. Die Behandlung von Rückenmarksverletzungen mit Stammzellen versucht worden war, viele Menschen, viele Male zuvor, mit bescheidenem Erfolg am besten. Der Endpunkt wurde er speziell dort zu Messen—Schmerzen Ebenen—nicht hatte, schien von der Stelle zu rühren in den vergangenen Anstrengungen.
„Nun, es scheint nicht zu funktionieren. Ich sehe keine wirkliche Veränderung in der Schmerz-Verhalten der Gruppen“, sagte Shiga, visiting scholar an der University of California San Diego School of Medicine, entschuldigend, als er ging in das Büro seines Vorgesetzten, Wendy Campana, Ph. D., professor in der Abteilung für Anästhesiologie und Programm in Neurowissenschaften.
Aber, Campana überraschung, fuhr er Fort, fast wie ein nach-gedacht.
„Obwohl … manche Ratten sind wirklich sehr bewegend.“
Der Unterschied bei diesen Ratten war dieser: Vor der Lieferung in das Rückenmark Ort der Verletzung, Shiga und Campana hatte konditionierten Stammzellen mit einer modifizierten form von Gewebe-Typ-plasminogen-Aktivator (tPA), ein Medikament Häufig zur Behandlung von nicht-hämorrhagischen Schlaganfall.
Ihre Ergebnisse sind veröffentlicht Dezember 17, 2019 in Wissenschaftliche Berichte.
tPA wird verwendet, um brechen die Blutgerinnsel, so dass Blut mehr frei fließen zurück in das Gehirn nach einem Schlaganfall. Aber tPA ist auch ein natürlich vorkommendes Enzym bekannt boost neuron Wachstum und dämpfen Entzündungen. So verwendeten die Forscher eine enzymatisch inaktive form von tPA, noch anti-entzündliche und pro-neuron Wachstum, aber ohne Effekt auf die Blutgerinnung, das könnte eine gefährliche Nebenwirkung in einer person, die nicht mit einem Schlaganfall.
In einem Labor Gericht, die Forscher, fügte der modifizierten tPA zu neurale progenitor—Zellen-die Vorläufer von Nervenzellen. Sie erzeugt hatte diese pre-Neuronen aus induzierten pluripotenten Stammzellen, eine spezielle Art von Stammzellen abgeleitet werden können, von einer person, die Haut Zellen. Nach 15 Minuten die Forscher übertrugen entweder tPA-bedingte und unbedingte neuronalen Vorläuferzellen an den Ort der Verletzung in a rat model of severe spinal cord injury.
Zwei Monate nach der Behandlung fanden die Forscher 2,5-Fach mehr tPA-bedingte neurale Vorläuferzellen als unkonditionierten Zellen noch vorhanden sind, in der Ratten. Was mehr ist, ist der tPA-bedingten Zellen hatte begonnen, spezialisiert zu vollwertigen Neuronen mit neuriten (Zweige), die sich aus der Website der transplantation und bis vier Wirbel entfernt. Nach Campana, das ist ungewöhnlich.
„Es war verblüffend zu sehen, auf zwei und vier Monaten, die enorme Verbesserungen in der Fähigkeit, diese Vorläuferzellen zu überleben in der Verletzung Hohlraum“, sagte Sie. „Einfach, um diese Zellen am Leben erhalten hat war sehr schwierig in früheren Studien.“
Noch mehr überraschend, stellte sich heraus, dass das, was Shiga hatte beobachtet die Ratten, die mit modifiziertem tPA wurde eine drei-fachen Anstieg der motorischen Aktivität nach vier Monaten, gemessen anhand eines etablierten scoring-Systems quantifiziert, eine Kombination von Ratte Gelenk und Bewegungen der Gliedmaßen, Rumpf-Stabilität, Pfote und Schwanz Positionierung, Intensivierung und Koordination.
Schmerz ist ein besonderer Schwerpunkt des Campana ‚ s lab und das team war zunächst am meisten interessiert, dass dieser Aspekt des Rückenmarks Behandlung. Messen Sie Schmerzen in der Ratte-Modelle basieren auf, wie Sie heben Sie Ihre Vorderpfoten in Reaktion auf die zusätzlichen GEWICHTE.
„Die Zugabe von tPA-behandelten neuronalen Vorläufer nicht zu reduzieren Schmerzen in diesem Modell“, sagte Campana. „Wir haben aber auch nicht verschärfen—und nicht zu sehen, erhöhte Schmerzen sind wichtige Sicherheits-Informationen für die klinische Umsetzung zur Verbesserung der motorischen Ergebnisse. Wir wollen auch nicht die den Schmerz verschlimmern Belastung von Patienten mit Verletzungen des Rückenmarks.“
Ein Nachteil dieses spinal cord injury-Modell ist, dass die Ratten, die Leben nicht lange genug, um wirklich zu rekapitulieren, was für den Menschen ist eine langfristige Bedingung, oder lange genug, um zu Messen, potenzielle Veränderungen in der gen-expression über die Zeit. Aber es ist derzeit die beste verfügbare nicht-menschlichen Primaten-Modell für die menschliche situation, sagte Campana.
Während Campana Arbeit kann viele Jahre Weg von Tests bei Patienten, Ihr Konzept hat zwei Vorteile im Vergleich zu anderen Studien: 1) die Verwendung von induzierten pluripotenten Stammzellen bedeutet, dass ein patient den eigenen Zellen wäre die Quelle der Behandlung, anstatt eine Transplantation von gespendeten Stammzellen von einer anderen person, und 2) tPA ist bereits genehmigt durch die US Food and Drug Administration (FDA) für den Einsatz im Menschen.
Das team nächsten Pläne, Tauchen Sie ein in was genau geändert tPA führt zu neuronalen Vorläuferzellen auf molekularer Ebene, stimuliert Ihr Wachstum und ermöglicht es Ihnen, um zu helfen, Reparatur von Rückenmarksverletzungen.
In der Zwischenzeit, andere UC San Diego School of Medicine Forscher testen andere Ansätze für die Behandlung von Rückenmarksverletzungen mit Stammzellen in klinischen Studien. Zum Beispiel, im Juni 2018, ein team berichtet, dass ein erst-in-menschlichen klinischen phase I-Studie, in die neuralen Stammzellen wurden transplantiert Teilnehmer mit chronischen Rückenmarksverletzungen produziert messbare Verbesserung in drei von vier Fächern, mit keine schwerwiegenden unerwünschten Wirkungen.