Nutrūkusių nugaros smegenų taisymas

Turėdama daugybę ląstelių ir daugybės antikūnų, mūsų imuninė sistema yra gerai sukurta taip, kad atremtų kenksmingų bakterijų, virusų ir kitų mikrobų atakas. Tačiau tai taip pat gali būti raktas į ilgalaikę paslaptį – kaip gydyti nugaros smegenų sužalojimus, kurie kasmet paralyžiuoja tūkstančius žmonių. Gerai žinomas pavyzdys yra nelaimingas aktoriaus Christopherio Reeve'o kritimas nuo arklio.

Naujų gydymo būdų viltis kyla iš naujausių makrofagų-imuninių ląstelių tyrimų, kurie yra vieni pirmųjų, kurie patenka į sceną, kai kūnas patiria žaizdą ar infekciją. Pažeistoje vietoje išskiriamų cheminių medžiagų pritraukti makrofagai veržiasi į uždegimo vietas ir veikia kaip ląsteliniai dulkių siurbliai, prarydami įsiskverbiančius mikroorganizmus, negyvas ar mirštančias ląsteles ir visas kitas šiukšles.

Ši istorija buvo mūsų 1997 m. gegužės mėnesio numerio dalis

• Žr. likusią numerio dalį
• Prenumeruoti

Šis valymo darbas yra būtinas, nes jis leidžia organizmui efektyviai ištaisyti žaizdą. Jei manote, kad žaizda yra duobė gatvėje, makrofagų užduotis yra pašalinti visas sutrupėjusio dangos gabalėlius, kol skylė neužpildoma.

Vis dėlto vis daugiau įrodymų rodo, kad žmogaus centrinė nervų sistema – smegenys ir nugaros smegenys – neigia gydomąjį šių imuninių ląstelių prisilietimą. Nors makrofagai paprastai neegzistuoja centrinėje nervų sistemoje, jie turėtų sugebėti ten migruoti, kai juos skatina uždegimą sukeliančios cheminės medžiagos. Tačiau prieš kelerius metus mokslininkai pradėjo rodyti, kad nedaug makrofagų reaguoja į smegenų ar nugaros smegenų pažeidimus.

Remdamasi tuo, mokslininkų grupė, vadovaujama Michalo Schwartzo iš Izraelio Weizmanno mokslo instituto, neseniai nustatė, kad žinduolių centrinė nervų sistema išskiria molekulę, kuri slopina makrofagų įdarbinimą ir aktyvumą. Schwartzo teigimu, molekulė, kurią mokslininkai dar neįvardijo, taip pat sulaiko smegenų mikroglijos ląsteles, kurios, atrodo, atidžiai stebi neuronų sveikatą ir, reaguodamos į tam tikrus dirgiklius, virsta makrofagais.

Kodėl mūsų centrinė nervų sistema turėtų priemonių slopinti normaliai naudingą imuninę sistemą? Schwartzas spėja, kad makrofagų kontrolė yra gyvybiškai svarbi, jei žinduolių smegenys nori išvengti netyčinio sudėtingų nervų grandinių sunaikinimo. Ji pažymi, kad makrofagai yra beatodairiškai valgantys, kartais suryja sveikas ląsteles žaizdos vietoje taip pat lengvai, kaip bakterijas ir negyvas ląsteles. Daugumoje audinių tai yra pagrįstas kompromisas, užtikrinantis, kad žaizda būtų tinkamai išvalyta. Tačiau smegenyse ir nugaros smegenyse bet koks ląstelių praradimas gali būti pražūtingas. Taigi Schwartzas mano, kad centrinė nervų sistema pašalino riziką, kad makrofagai gali klaidingai pakenkti jai, sukurdami agentus, kurie slopina ląsteles. Ji sako, kad tai naudinga sveikoms smegenims, tačiau tai yra trūkumas, kai yra sužalojimas.

Schwartzas teigia, kad šių imuninių ląstelių slopinimas yra gerai dokumentais pagrįsta žmogaus nugaros smegenų nesugebėjimas atsistatyti. Patyrus stuburo smegenų pažeidimą, žmogus lieka paralyžiuotas, nes laido aksonai – ilgi laidai, jungiantys vieną nervinę ląstelę su kita, sutraiškę ar nutrūkę neatsinaujina. Pažeistos nervinės ląstelės išsiunčia naujus pratęsimus, tačiau šių jauniklių aksonų augimas greitai sustoja.

Kodėl žmonių stuburo smegenų aksonai visiškai neatsinaujina, o rankų ir kojų aksonai bei kitose periferinės nervų sistemos vietose tai daro gana lengvai, jau seniai buvo varginanti paslaptis. Dešimtmečius mokslininkai tiesiog manė, kad žinduolių nugaros smegenys negali atstatyti aksonų. Neseniai buvo priimtas sutarimas, kad centrinės nervų sistemos aksonai iš tiesų gali atsinaujinti, tačiau jų aplinkoje esančios medžiagos aktyviai trukdo visiškam jų atgimimui. Pavyzdžiui, be Schwartzo makrofagus slopinančios molekulės, centrinėje nervų sistemoje yra mielino tipas – riebalinė izoliacija, supanti aksonus – apimanti bent vieną baltymą, kuris tiesiogiai sustabdo atsinaujinantį aksoną. Įdomu tai, kad periferinės nervų sistemos mieline šio baltymo nėra.

Schwartzas teigia, kad makrofagai reikalingi norint efektyviai išvalyti palaidą mieliną, kuriame yra aksonus slopinančių baltymų, ir kitas medžiagas, kurios prasiskverbia į nugaros smegenų pažeidimo vietą. Naujausiuose eksperimentuose su žiurkėmis Schwartzo grupė išbandė makrofagų terapines galias ant nupjautų regos nervų, storų aksonų pluoštų, perduodančių informaciją tarp akies tinklainės ir smegenų. Tyrėjai dirba su regos nervais, nes jie sutampa su nugaros smegenimis, nes nesugeba atkurti aksonų po traumos ir gali būti lengviau stebimi. Praėjusį rudenį Schwartzo grupė pranešė, kad makrofagai, patalpinti žiurkės nupjauto regos nervo vietoje, paskatino naujų aksonų ataugimą visame pažeidime.

Iššūkis buvo priversti makrofagus, kurie paprastai egzistuoja ramybės būsenoje, įjungti žaizdų gijimo dulkių siurblio režimą. Tyrėjai išsiaiškino, kad kai imuninės ląstelės pirmą kartą buvo auginamos laboratorijoje su žiurkių centrinės nervų sistemos audiniais, makrofagų transplantacijos nepavyko, tikriausiai todėl, kad Schwartzo grupės atrasta imuninę sistemą slopinanti molekulė neleido ląstelėms aktyvuotis. Tačiau kai makrofagai buvo auginami su periferiniais nervų segmentais, ląstelių transplantacijos paskatino aksonus atsinaujinti.

Mokslininkai, atlikę panašius eksperimentus su sutraiškytomis žiurkių nugaros smegenimis, taip pat gavo džiuginančių rezultatų. Mes paėmėme aktyvuotus makrofagus, įdėjome juos į pažeistas nugaros smegenis ir pastebėjome pagerėjusią regeneraciją, sako Wolfgangas Streitas, Floridos universiteto smegenų instituto neurologas. Streitas siūlo, kad makrofagai, be jų valymo funkcijų, galėtų paruošti kelius aksonų augimui, sudarydami tarpląstelinės matricos komponentus, baltymų tinklelį ir kitas molekules, kurios užpildo erdvę tarp ląstelių.

Nors ankstyvieji atradimai buvo viliojantys, makrofagų transplantacijos naudojimas nugaros smegenų pažeidimams gydyti yra dar tik pradinė strategija. Kitas svarbus žingsnis yra įrodyti, kad nugaros smegenų aksonai, kurie atsinaujina po makrofagų terapijos, iš tikrųjų gali atkurti paralyžiuotų galūnių funkciją. Ir Streitas, ir Schwartzas jau atlieka tyrimus su gyvūnais, kad ištirtų šį klausimą.

Nors tokių įrodymų dar nėra, mokslininkai optimistiškai nusiteikę, kad makrofagų persodinimo terapija taps gydytojų naudojamo pažeistų stuburų gydymo arsenalo dalimi. Klausimas nebėra, ar nugaros smegenų aksonai gali atsinaujinti, sako Wise Young, stuburo traumų tyrėjas iš Niujorko universiteto, o kaip galime priversti juos daug efektyviau ataugti.

paslėpti