Tüvirakkudega tehtud loomkatsete tulemused on aastaid ahvatlenud teadlasi, kes otsivad uusi raviviise traumaatilise ajukahjustuse raviks. Paljudes uuringutes on tüvirakkude implanteerimine ajutraumaga katseloomadel ajufunktsiooni oluliselt parandanud. Kuid see, kuidas need täiustused toimuvad, on jäänud saladuseks.
Nüüd on Texase ülikooli meditsiiniosakonna teadlased Galvestonis kokku pannud selle pusle olulise osa. Katsetes nii laborirottidega kui ka seadmega, mis võimaldas neil simuleerida trauma mõju inimese neuronitele, tuvastasid nad peamised molekulaarsed mehhanismid, mille abil siirdati inimese närvi tüvirakke – tüvirakke, mis arenevad neuroniteks, kuid pole veel arenenud. võttis oma lõpliku vormi – aidates taastuda traumaatilisest aksonikahjustusest.
Traumaatilise ajukahjustuse oluline komponent, traumaatiline aksonikahjustus hõlmab aksonite ja dendriitide, neuronite kehadest välja ulatuvate filamentide, kahjustusi. Kahjustused jätkuvad ka pärast esialgset traumat, kuna aksonid ja dendriidid reageerivad vigastustele, tõmbudes tagasi neuronite kehadesse.
"Aksonid ja dendriidid on neuronitevahelise suhtluse aluseks ja kui need kaovad, kaob neuronite funktsioon," ütles UTMB professor Ping Wu, ajakirjas Journal ilmunud uurimistöö juhtiv autor. neurotraumast. "Selles uuringus avastasime, et meie tüvirakkude siirdamine hoiab ära aksonite edasise vigastuse ja soodustab aksonite taaskasvu mitmete senitundmatute molekulaarsete mehhanismide kaudu."
UTMB teadlased alustasid uurimist oma eelmise töö vihjega: nad olid kindlaks teinud, et nende neuraalsed tüvirakud eritavad ainet, mida nimetatakse gliiast tuletatud neurotroofseks faktoriks, mis näis aitavat vigastatud roti ajul vigastusest taastuda. Esimese sammuna GDNF-i ja neuraalsete tüvirakkude siirdamise kasulike mõjude tuvastamise protsesside suunas kutsus Wu UTMB professorid Larry Denneri, Douglas Dewitti ja dr Donald Proughi kasutama proteoomilisi tehnikaid, et võrrelda vigastatud roti aju vigastatud roti ajudega, millesse kaasatakse. neuraalsed tüvirakud olid siirdatud.
"Tuvastasime umbes 400 valku, mis reageerivad pärast vigastust ja pärast neuraalsete tüvirakkudega siirdamist erinev alt," ütles Wu. "Kui me rühmitasime need kaasaegse Interneti-andmebaasi abil, avastasime, et tsütoskeleti valkude rühma muudeti ja eriti seda, mida nimetatakse alfa-silelihase aktiiniks, mida neuronites ei olnud kunagi varem kirjeldatud."
Kuna paljud muutunud valgud olid seotud aksonite struktuuri ja funktsiooniga, keskendusid UTMB teadlased traumaatilisele aksonite vigastusele. Algselt rottidega töötades kinnitasid nad, et aksonid ja dendriidid said traumast kahju; siirdatud närvi tüvirakud vähendasid seda kahju, samuti alandasid alfa-silelihaste aktiini taset neuronites, mis tõusid pärast traumat.
GDNF-i rolli molekulaarsete üksikasjade uurimiseks traumaatilise aksonikahjustuse vähendamisel kasutasid teadlased süsteemi, milles inimese neuronid asetati painduvale membraanile, mida seejärel äkitselt täpselt kalibreeritud gaasipahmakaga välja venitati. Nende eesmärk oli simuleerida äkilisi kokkusurumis- ja venitusjõude, mis ajurakkudele pähe löögiga mõjuvad.
Selle "kiire venitusvigastuse mudeli" esialgsed tulemused ühtisid rotikatsetes nähtutega, kuna GDNF kaitses aksoneid ja dendriite traumajärgsel perioodil täiendavate kahjustuste eest ning vähendas märkimisväärselt alfa-silelihaste aktiini taset, mida suurendas simuleeritud vigastus.. Lisaks leidsid nad tõendeid, mis seovad alfa-silelihase aktiini RhoA-ga, väikese valguga, mis blokeerib aksonite kasvu pärast vigastust. Lõpuks, võttes taas näpunäiteid oma proteoomilisest uuringust, pöörasid nad oma tähelepanu ühele k altsineuriinina tuntud valgu komponendile, leides, et see interakteerub GDNF-iga, et kaitsta RSI mudelis aksoneid ja dendriite.
"Oleme nende avastuste pärast üsna põnevil, sest need on väga uudsed – me teame nüüd palju rohkem selle kohta, kuidas GDNF kaitseb aksoneid ja dendriite edasiste vigastuste eest ning soodustab nende taaskasvamist pärast traumat," ütles Wu. "Selline üksikasjalik uuring on traumaatilise ajukahjustuse jaoks ohutute ja tõhusate ravimeetodite väljatöötamiseks hädavajalik."
Teised ajakirja Journal of Neurotrauma autorid on magistrandid Enyin Wang, Junling Gao ja Tiffany Dunn; uurimislabori direktori abi Margaret Petersley; Qin Yang Huazhongi teaduse ja tehnoloogia ülikoolist Wuhanis Hiinas, Lin Zhang Sichuani ülikoolist Chengdus Hiinas; ja professorid Douglas DeWitt, Larry Denner ja Donald Prough. Seda uurimistööd toetasid USA armee, ajukahjustuste uurimise koalitsioon, Moody traumaatiliste aju- ja seljaajukahjustuste uurimise keskus, Mission Connect, TIRR-i sihtasutus, Hiina stipendiuminõukogu, John S. Dunni uurimisfond ja Culleni sihtasutus.
