Новый подход в лечении болезни Альцгеймера и последствий черепно-мозговых травм изучат в МГНЦ

Специалисты лаборатории генетики стволовых клеток Медико-генетического научного центра имени академика Н.П. Бочкова впервые в России изучат механизм восстановления нервной ткани с помощью внеклеточных везикул глиальных клеток, полученных из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека (ИПСК). Исследование поддержано грантом РНФ (Проект РНФ № 22-25-00354, «Изучение механизма терапевтического действия внеклеточных везикул, полученных из глиальных производных индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека»).

Предполагается, что внеклеточные везикулы могут играть большую роль в регуляции процессов восстановления нервной ткани, их применение может иметь значительный терапевтический эффект для лечения социально-значимых нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, когнитивных расстройств различного генеза, реабилитации после инсульта и др.

Сегодня один из актуальных подходов к разработке нового метода лечения черепно-мозговой травмы – клеточная терапия. Это направление вызывает большой интерес среди научных групп во всем мире. Многочисленные исследования продемонстрировали: стволовые клетки человека, трансплантированные в экспериментальную модель черепно-мозговой травмы, оказывают положительный терапевтических эффект, однако механизм такой терапии малоизучен. По некоторым данным трансплантированные в мозг крысы нейральные стволовые клетки проявляют достаточную выживаемость, делятся, мигрируют в очаг повреждения, но имеют ограниченную способность дифференцироваться в глиальные клетки и электрически активные нейроны.

Дмитрий Гольдштейн, заведующий лабораторией генетики стволовых клеток МГНЦ, д.б.н., профессор: «Мы считаем, что терапевтический эффект клеточной терапии обусловлен не встраиванием трансплантированных клеток в нервную ткань, а  паракринным  действием секретируемых ими везикул и белков».

Внеклеточные везикулы – это «пузырьки» размером примерно 80 нм, которые несут в себе белки, пептиды, нуклеиновые кислоты. Клетки выделяют везикулы во внешнюю среду и с кровотоком они разносятся по всему организму. Сегодня активно изучаются роль внеклеточных везикул в сложных процессах передачи информации между клетками разных тканей. Помимо передачи информации, различные типы везикул участвуют во многих других процессах, например, в передаче сигнала от нейронов к мышцам. За изучение везикулярного транспорта в 2013 году была вручена Нобелевская премия по физиологии и медицине.  

Глиальные клетки являются частью нервной ткани, они заполняют пространство между нейронами. Их количество в разы превышает количество нейронов.

В лаборатории генетики стволовых клеток МГНЦ помимо изучения роли внеклеточных везикул глиальных клеток, полученных из ИПСК, в регуляции восстановительных процессов нервной ткани, также исследуют механизм их взаимодействия с первичной культурой мозжечковых нейронов и оценивают терапевтическую эффективность внеклеточных везикул на экспериментальной модели черепно-мозговой травмы. Предполагается, что везикулы будут оказывать иммуномодулирующие, противовоспалительные, нейропротективные и ангиогенные свойства – их также оценят в ходе исследования.

Полученные данные могут быть экспериментальным обоснованием для использования внеклеточных везикул, полученных из предшественников глиальных клеток для лечения неврологических заболеваний. Такой подход будет иметь ряд преимуществ по сравнению c клеточной терапией: он сводит к минимуму риски развития эмболии, иммунного отторжения. Кроме того, трансплантированные клетки, которые используют в клеточной терапии, в некоторых случаях способны к злокачественным трансформациям. В случае применения внеклеточных везикул таких рисков не возникнет.

Дмитрий Гольдштейн: «Внеклеточные везикулы это препарат будущего, который может  быть получен на биотехнологическом производстве и использован для лечения неврологических заболеваний».

Ранее в лаборатории генетики стволовых клеток МГНЦ было изучено участие нейрональных и глиальных клеток, полученных из ИПСК в процессах восстановления нервной ткани. Был продемонстрирован положительный эффект уже через неделю после внутриартериального введения нейральных стволовых клеток, когда они еще не могли дифференцироваться и встроиться в ткань мозга реципиента.