Российские ученые восстановили аксоны поврежденного спинного мозга свиней

Российские исследователи описали способ восстановления аксонов при травмах спинного мозга — с помощью геля-фузогена, состоящего из полиэтиленгликоля и хитозана и наносимого на место пересечения органа. В экспериментах на свиньях мангалицах использование такого состава возвращало животным чувствительность в задних конечностях уже на второй день, а гистологическое исследование показало восстановление аксонов в месте перерезки спинного мозга. Результаты исследования опубликованы в журнале PLoS One.

В настоящее время не существует эффективного лечения для восстановления сенсорных и двигательных функций у пациентов с тяжелой травмой спинного мозга. По подсчетам ученых, около 27 миллионов человек во всем мире живут с инвалидностью из-за травмы этого органа, а каждый год число новых случаев заболевания достигает восьми тысяч в России, от 10 до 20 тысяч в США и до 60 тысяч в Китае. Помимо того, что травмы спинного мозга резко снижают качество жизни пациентов, они приводят к значительному экономическому бремени для систем здравоохранения.

До недавнего времени врачи предполагали, что воздействие на регенерацию нервной ткани может помочь при восстановлении спинного мозга. Однако регенерации аксонов в спинном мозге препятствует каскад патофизиологических процессов, которые приводят к образованию нефункционального глиального рубца. К тому же недавние исследования показывают, что у млекопитающих баланс в месте повреждения спинного мозга смещается в сторону дегенерации, а не регенерации. Поэтому исследователи все чаще изучают способы соединения поврежденных аксонов без полноценной регенерации. Например, сегменты аксонов у нематод могут срастаться, достигая полного восстановления, однако такой механизм отсутствует у млекопитающих. Изучение этих процессов привело к открытию нового класса веществ — фузогенных гелей, которые способствуют слиянию клеточных мембран.

Исследовательская группа под руководством Михаила Лебенштейна-Гумовски (Michael Lebenstein-Gumovski) из Научно-исследовательского института скорой помощи имени Склифосовского синтезировала фузогенный конъюгат полиэтиленгликоль-хитозан, который на ранних животных моделях показал свою эффективность в восстановлении нервной ткани. В новом эксперименте исследователи изучали клиническую применимость терапии на трех венгерских мангалицах (Hungarian Mangalica), которым перерезали спинной мозг на уровне грудного отдела, а затем внесли в место травмы фузогенный гель (также им внутривенно вводили полиэтиленгликоль). Еще двоим свиньям тоже повредили спинной мозг, однако они не получили ни гель, ни внутривенную инфузию.

За свиньями наблюдали в течение 60 дней. Уже на второй день после нанесения геля на место травмы у животных из экспериментальной группы наблюдалось улучшение чувствительности конечностей, а к пятому дню у них восстановились тазовые функции. Ко второй неделе все животные группы лечения могли активно двигать задними конечностями и предпринимали попытки встать. К концу исследования свиньи могли самостоятельно передвигаться, хотя у них сохранялась нестабильность походки. У животных из контрольной группы на протяжении всего эксперимента отсутствовали движения и чувствительность в конечностях, а также наблюдались нарушения тазовых функций. Все неврологические тесты подтвердили значимую разницу между группами.

Гистологическое исследование спинного мозга животных из контрольной группы показало отсутствие аксонов в непосредственной близости от места повреждения и снижение плотности аксонов за его пределами. При специфическом окрашивании срезов ученые обнаружили признаки образования рубцов. В образцах из экспериментальной группы в месте повреждения наблюдалась повышенная плотность нейрофиламентов. Хотя в сером веществе были обнаружены изолированные кисты, в белом веществе визуализировались скрученные, утолщенные аксоны, пересекающие область повреждения. Также в этой группе в образцах тканей наблюдались меньшие участки вторичного повреждения.

По мнению ученых, эти результаты показывают потенциальную высокую эффективность фузогенного препарата для морфологического и функционального восстановления спинного мозга. Однако авторы подчеркивают, что это раннее доклиническое исследование с небольшим размером выборки, поэтому потребуются дальнейшие исследования. Кроме того, исследователи не предполагают, что этот подход будет применим к хроническим травмам спинного мозга, где уже произошла дегенерация нервной ткани и вторичное ремоделирование. Поэтому описанная концепция подходит только для острого периода травмы — в течение нескольких часов после нее.

Впрочем, при совсем легких травмах спинного мозга можно обойтись и без таких радикальных методов лечения. Как показал метаанализ австралийских ученых, высокие показатели психологического здоровья и удовлетворенности жизнью связаны с более низкими оценками боли при повреждениях спинного мозга.