Transplantul de celule cerebrale ar putea fi tratamentul revoluţionar pentru vindecarea tulburărilor neurologice.
Multe boli neurologice sunt cauzate de pierderea de celule din sistemul nervos central sau au ca rezultat această pierdere. Unele boli sunt rezultatul pierderii unor celule specifice, cum ar fi pierderea neuronilor motori în scleroza laterală amiotrofică (SLA), pierderea neuronilor dopaminergici în boala Parkinson şi pierderea neuronilor GABAergici în boala Huntington.
Pentru alte afecţiuni neurodegenerative, cum ar fi boala Alzheimer, o caracteristică esenţială este pierderea generală de celule în regiunile cerebrale responsabile de formarea memoriei.
Deşi multe boli ale creierului sunt marcate de pierderea unor celule specifice, o legătură comună între aceste boli este pierderea astrocitelor.
Astrocitele - numite astfel pentru forma lor stelară - sunt un tip de celule cerebrale la fel de abundente ca neuronii în sistemul nervos central, dar se cunosc puţine lucruri despre rolul lor în sănătatea şi boala creierului.
Interesant este faptul că, în unele studii pe animale care implică cazuri precum SLA, introducerea mutaţiilor cauzatoare de boală selectiv numai în astrocite produce simptomele SLA şi progresia bolii, spune, Albert HiuKa Fok, bursier postdoctoral în neuroştiinţe, Universitatea canadiană McGill.
Imaginea din stânga prezintă o imagine microscopică a astrocitelor tipice în roz - scheletele în formă de stea sunt reprezentate în verde. În dreapta este o diagramă care prezintă astrocitele sănătoase de mai sus şi un astrocit bolnav în diferite boli degenerative. (A.H. Fok şi S. Chierzi), CC BY
Terapia prin transplant
Dovezi emergente indică faptul că astrocitele participă la funcţii majore ale creierului, inclusiv homeostazia şi modularea reţelei neuronale, care sunt esenţiale pentru cogniţia de zi cu zi. Un creier funcţional necesită astrocite sănătoase, iar găsirea unor strategii de vindecare sau înlocuire a astrocitelor deteriorate ar putea contribui la tratamentul bolilor neurologice.
Terapia de înlocuire celulară implică transplantul de celule funcţionale la pacienţi.
În ultimii ani, s-au înregistrat evoluţii interesante în acest domeniu în ceea ce priveşte transplantul de astrocite în modele de boli animale, o abordare ajungând chiar la stadiul de studiu clinic timpuriu la pacienţii cu SLA. Deşi au existat unele rezultate promiţătoare, succesul tratamentului variază de la un studiu la altul.
Un studiu, publicat în revista The Journal of Neuroscience-JNeurosci, examinează modul în care astrocitele transplantate se integrează în sistemul nervos central al beneficiarului. Specialiştii în neuroştiinţe de la McGill au studiat tipurile de astrocite transplantate, momentul tratamentului şi căile de transplant.
Pregătirea astrocitelor
Mai întâi, au pregătit culturi de astrocite în vase de laborator (Petri) prin extragerea astrocitelor imature din cortexul cerebral al şoarecilor nou-născuţi şi prin extinderea populaţiei de celule. Pentru a urmări dezvoltarea astrocitelor transplantate după livrarea acestora la şoarecii beneficiari, echipa de la McGill a utilizat astrocite provenite de la şoareci modificaţi genetic la care astrocitele strălucesc în roşu şi care sunt transplantate în creierul şoarecilor la care astrocitele strălucesc în verde.
Cercetătorii au constatat că astrocitele pot supravieţui până la un an după transplant, dezvoltându-se normal şi integrându-se în creierul receptorului la fel ca astrocitele native, cu doar mici diferenţe.
Astrocitele depind de capacitatea lor de a detecta semnale şi de a face schimb de materiale în mediul cerebral prin molecule precum receptorii şi canalele ionice situate pe suprafaţa lor celulară. Astrocitele transplantate prezintă un număr comparabil de astfel de receptori şi canale şi posedă dimensiuni şi complexitate similare în comparaţie cu astrocitele native, explică Sabrina Chierzi, cercetător asociat şi specialist la departamentul de Neuroştiinţe din cadrul Universităţii McGill, într-un articol publicat pe 5 noiembrie.
.Astrocitele transplantate par să aibă nevoie de ceva timp pentru a ajunge din urmă şi a se potrivi perfect cu astrocitele din şoarecii beneficiari în ceea ce priveşte producţia acestor receptori şi canale ionice.
Astrocitele corticale transplantate (magenta) se pot integra în cortexul cerebral gazdă, populat de astrocite verzi. Steluţele indică poziţia neuronilor „acceptaţi” de astrocitele transplantate. (A.H. Fok şi S. Chierzi), CC BY
Sursa, tipul şi localizarea
În mod surprinzător, ecghipa a constatat, de asemenea, că integrarea astrocitelor transplantate în recipient este afectată de vârsta şoarecelui, care reflectă maturitatea mediului celular în care sunt transplantate astrocitele. Atunci când astrocitele au fost transplantate la un şoarece sugar, acestea au putut migra şi s-au răspândit mai mult în creierul gazdei. Cu toate acestea, atunci când astrocitele au fost transplantate într-un şoarece adult tânăr, acestea au fost limitate la locul transplantului.
Astrocitele din diferite regiuni ale creierului şi măduvei spinării prezintă caracteristici foarte diferite. Cercetătorii au studiat cum astrocitele dintr-o regiune a creierului s-au integrat într-o regiune diferită. Astrocitele preparate din cortexul cerebral au sfârşit prin a se transforma în astrocite corticale chiar şi atunci când au fost plasate în cerebel.
Prin urmare, sursa şi tipul de astrocite transplantate fac diferenţa, iar această programare intrinsecă a astrocitelor trebuie luată în considerare în cazul terapiei de înlocuire a astrocitelor.
Potenţial tratament
În ultimii ani, au fost efectuate tot mai multe studii pentru a investiga potenţialul transplantului de astrocite. Similar cu constatările cercetătorilor de la McGill, s-a constatat că astrocitele transplantate formează contacte normale cu sinapsele neuronale şi funcţionează normal. De asemenea, s-a demonstrat că transplantul de astrocite promovează plasticitatea şi regenerarea creierului în urma leziunilor şi în diferite modele animale de boli neurologice.
Prin urmare, cercetătorii speră că această abordare reprezintă o strategie promiţătoare pentru tratarea bolilor neurologice.
Răspunzând la principalele întrebări privind modul în care astrocitele transplantate se integrează în gazdă, această cercetare poate sprijini dezvoltarea unor terapii celulare mai eficiente care pot îmbunătăţi calitatea vieţii pacienţilor.
Foto articol: Pierderea şi degenerarea astrocitelor sunt prezente în multe afecţiuni neurodegenerative. (S. Chierzi), CC BY, noiembrie 2024.
