Стволовые клетки болезнь паркинсона на людях

Нейроны, полученные из искусственных стволовых клеток, позволяют ослабить симптомы болезни Паркинсона.

Нейроны, выращенные из эмбриональных стволовых клеток; желтым цветом окрашены нервные клетки, синтезирующие дофамин. (Фото: California Institute for Regenerative Medicine / Flickr.com.)

Клетки-предшественники двигательных нейронов (окрашены зеленым). (Фото: California Institute for Regenerative Medicine / Flickr.com.)

‹

›

Всякий раз, когда мы говорим о стволовых клетках, обязательно упоминаем про их медицинские перспективы. Как известно, стволовые клетки могут превращаться в любой другой тип клеток, и с их помощью вполне можно было бы восполнять клеточные потери, случающиеся при травмах, болезнях и т. д.

Знаменитые нейродегенеративные болезни (болезнь Альцгеймера, Паркинсона и т. д.) связаны как раз с массовой гибелью нейронов в мозге. Раз стволовые клетки превращаются во что угодно, значит, и в нейроны тоже. Можно ли с помощью клеточно-стволовых методов добавить мозгу нервных клеток взамен погибших?

Здесь есть один очень важный момент – новый нейрон ведь недостаточно просто засунуть в мозг, он должен установить контакты с другими нервными клетками, включиться в нейронные цепочки, которые обрабатывают ту или иную информацию. Может ли пересаженный нейрон все это проделать? Нас самом деле может: год назад мы писали про эксперименты, в которых нейроны, полученные из стволовых клеток, пересаживали мышам в мозг, в зрительную кору – пересаженные клети установили правильные контакты с «местными», так что зрение у мышей даже улучшилось.

Исследователи из Университета Киото проделали нечто похожее с обезьянами, только на сей раз речь шла о том, чтобы внедрить в мозг нейроны иной разновидности – те, которые в первую очередь гибнут во время синдрома Паркинсона.

Для этого использовали искусственные стволовые клетки, которые получают из зрелых специализированных клеток тела: у семи человек (трех с болезнью Паркинсона и четырех здоровых) брали образцы крови и кожи и затем с помощью специального белкового коктейля перепрограммировали кожные и кровяные клетки так, чтобы они утратили специализацию, забыли про свои функции и вернулись, так сказать в детство.

Полученные таким образом индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, как и настоящие стволовые клетки из эмбриона, способны делиться чрезвычайно долго, так что их можно было нарастить в нужном количестве, а потом с помощью уже других белков-регуляторов отправить на нейронный путь развития.

Нейроны, как мы сказали, нужны были не любые, а те, которые синтезируют дофамин и работают в двигательных центрах мозга (болезнь Паркинсона, как известно, сказывается в первую очередь на координации движений).

Клетки, когда специализируются, проходят через несколько этапов. Исследователи дожидались, когда стволовые клетки до определенного момента продвинутся в своих превращениях в нервные клетки, после чего пересаживали их в мозг макак-крабоедов, где клетки окончательно превращались в зрелые нейроны двигательной коры.

Макакам же перед клеточной пересадкой вводили специальный нейротоксин, который убивал двигательные нейроны в мозге, так что у обезьян начинались симптомы, похожие на симптомы болезни Паркинсона. Но после того, как у них в мозге появлялись новые клетки, состояние обезьян улучшалось на 40–50%: так, характерный тремор конечностей у них становился не таким сильным, как раньше, движения животных становились более естественными.

Терапевтический эффект был долговременным, он длился как минимум год. То есть пересаженные клетки не только успешно дозрели до дофаминовых нейронов, они сумели включиться в работу нервных цепочек – хотя, как пишут исследователи в статье в Nature, такие нейроны по сравнению с природными клетками синтезировали только половину того дофамина, что должны были. (Возможно, если бы клетки на замену удалось заставить давать больше дофамина, то и лечебный эффект был бы сильнее.)

Стоит напомнить, что клеточное сырьё для экспериментов брали в том числе и у людей с синдромом Паркинсона, тем не менее, никаких проблем с такими клетками не возникло. Даже если причины болезни у тех людей были наследственно-генетические – а это значит, что соответствующие дефектные гены были у всех клеток организма – то все равно они никак не проявились ни после превращения в стволовые клетки и затем в нейроны, ни после пересадки в обезьяний мозг.

И все же, если говорить о будущих клинических перспективах, то желательно все-таки больному человеку пересаживать клетки, полученные от здорового донора. И тут возникает проблема с иммунитетом, который должен атаковать чужие клетки.

Однако тут можно воспользоваться некоторыми уловками, которые описаны в параллельной статье в Nature Communications. Иммунные клетки отличают своих от чужих по особым молекулам на клеточной мембране, и подбирая донора, нужно постараться найти такого, чтобы мембранные молекулы на его клетках были похожи на мембранные молекулы на клетках больного.

Как показали опыты на тех же обезьянах, это действительно позволяет до некоторой степени усыпить бдительность иммунной системы. Впрочем, хотя тут еще предстоит выполнить массу исследований на тему безопасности и надежности метода, важно, что клеточно-стволовой подход в принципе может помочь в случае конкретных заболеваний нервной системы.

Источник

Дзюн Такахаси и его коллеги на пресс-конференции в Университете Киото

Японские исследователи 30 июля анонсировали первые в мире клинические испытания лечения болезни Паркинсона индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками (iPSC). В испытаниях примут участие семь человек в возрасте 50 — 69 лет.

Исследовательская группа введёт пациентам предшественники дофаминергических нейронов, продуцирующих дофамин, непосредственно в область мозга, в которой происходит гибель нейронов. Испытаниями руководит Дзюн Такахаси, нейрохирург из Центра Изучения и Применения iPSC в Киотском университете (CiRA) совместно с Больницей Университета Киото.

«Это первое в мире клиническое испытание лечения болезни Паркинсона, использующее iPSC», – сказал Дзюн Такахаси на пресс-конференции.

Болезнь Паркинсона развивается из-за гибели специализированных клеток головного мозга, которые продуцируют дофамин. Отсутствие дофамина приводит к снижению моторных функций, затруднениям в ходьбе и дрожанию конечностей. Развитие болезни может привести к деменции. Стратегия лечения состоит в том, чтобы вырастить предшественники дофаминергических нейронов из iPSC и ввести их в путамен, круглую структуру, расположенную у основания переднего мозга. Хирурги просверливают два маленьких отверстия в черепе пациента и используют специализированное устройство для инъекции примерно 5 миллионов клеток.

Исследования на животных показали, что предшественники нейронов дифференцируются в дофаминергические нейроны и интегрируются в мозг. В прошлом году группа Такахаси сообщила, что обезьяны с болезнью Паркинсона показали значительные улучшения, продолжающиеся в течение двух лет после инъекций нейронов выращенных из iPSC человека. И за всё время у них не было зафиксировано развитие опухолей.

Вместо того, чтобы использовать собственные клетки пациента, в CiRA решили брать их у здоровых доноров с конкретными типами клеток, которые менее склонны вызывать иммунную реакцию. «Используя банки клеток, мы можем действовать гораздо быстрее и дешевле», – сказал журналу Science в 2017 году глава CiRA Синья Яманака, получивший в 2012 году Нобелевскую премию по физиологии и медицине за обнаружение способа получения iPSC. На всякий случай пациенты во время терапии будут получать иммуносупрессоры.

«Мы намерены провести наши исследования совместно с Больницей Университета Киото, чтобы все пациенты как можно скорее получили новое лечение», – говорится в заявлении Яманаки.

В Японии примерно 160 000 человек страдают от болезни Паркинсона. У многих пациентов симптомы развиваются в возрасте 50 лет и старше, а число пациентов растёт из-за старения населения.

Косэй Хасегава, глава Японской Ассоциации болезни Паркинсона (Japan Parkinson’s Disease Association), сказал, что у пациентов большие надежды на iPSC терапию. Хасегава сказал, что многие люди рассчитывают присоединиться к клиническим испытаниям, добавив: «Я хочу, чтобы метод был признан и стал доступен всем как можно скорее».

Исследователи планируют, что расходы на лечение включат в национальную медицинскую страховку.

В мире примерно у 10 миллионов человек выявлена болезнь Паркинсона. В настоящее время имеющиеся методы лечения «улучшают симптомы, не замедляя и не останавливая развитие болезни», – говорится в заявлении Фонда болезни Паркинсона.

Но новое лечение нацелено на реальное обращение заболевания, а использование iPSC позволит его применение в странах, запрещающих использование эмбриональных стволовых клеток, например в Ирландии и Латинской Америке.

Это третьи клинические испытания на человеке, использующие iPSC, разрешённые в Японии. Первые использовали клетки сетчатки, полученные из iPSC для лечения возрастной макулярной дегенерации (AMD). Они были запущены в 2014 году в Центре Биологии Развития RIKEN в Кобе и возглавлены Масао Такахаси – женой Дзюна Такахаси. Ранее в этом году группа из Университета Осаки в Японии получила разрешение на исследования, использующие «заплатки» из iPSC для лечения ишемической болезни сердца.

Ссылки

www.japantimes.co.jp/news/2018/07/30/national/science-health/japan-oks-clinical-trial-ips-cells-parkinsons-treatment

www.channelnewsasia.com/news/health/japan-parkinsons-worlds-first-human-trial-using-stem-cell-10574720

www.reuters.com/article/us-japan-health-parkinsons/japan-scientists-to-use-reprogrammed-stem-cells-to-fight-parkinsons-idUSKBN1KK186

Источник

Стволовые клетки болезнь паркинсона на людях

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки человека, экспрессирующие цветные флуоресцентные белки

NIAMS / flickr

В среду в Японии стартуют первые клинические испытания с
использованием индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (иПСК) для лечения
болезни Паркинсона у людей. Объявление о предстоящих испытаниях разместил Центр
исследования и применения иПСК Киотского Университета (CiRA), также об этом сообщает
информационное агентство Kyodo.

Патогенез болезни Паркинсона — возрастного нейродегенеративного
заболевания, стоящего на втором месте по распространенности после болезни
Альцгеймера, — обусловлен потерей дофаминовых нейронов в отделе головного мозга
под названием черная субстанция (substantia
nigra). До сих пор средств
возобновить рост или активность нейронов не существовало, поэтому лечение для этого
заболевания существовало только симптоматическое.

В прошлом году японские
исследователи из университета Киото под руководством Джуна
Такахаши (Jun Takahashi) опубликовали статью об успешной
имплантации в мозг макакам-резусам с моделью болезни Паркинсона предшественников
дофаминэргических нейронов, полученных из индуцированных плюрипотентных
стволовых клеток (иПСК) человека. Как показало исследование, подсаженные клетки
развились в зрелые нейроны, которые образовали сеть взаимодействий со своим окружением.
Имплантация привела к облегчению симптомов заболевания у животных, а введенные
стволовые клетки не привели к образованию опухолей. Параллельно профессор
Центра исследования и применения иПСК (CiRA — Center for iPS Cell Research and Application) Киотского
университета Такахаши заявил о намерении подать заявку на клинические
испытания на людях.

Заявка была одобрена Министерством здравоохранения Японии и
начало испытаний назначили на первое августа 2018 года. Это исследование будет
представлять собой I/II фазу
испытаний с участием семи пациентов больницы Киотского университета для оценки
безопасности и эффективности терапии. Пациентам в мозг введут пять миллионов
предшественников дофаминэргических нейронов, полученных из иПСК и
предоставленных CiRA.

Индуцированные стволовые плюрипотентные клетки получают из «взрослых»
специализированных клеток, например, клеток кожи, путем перепрограммирования
обратно до неспециализированного состояния. Из них затем можно получить различные
типы клеток. Разработки с участием иПСК особенно популярны в Японии, так как
способ перепрограммирования клеток открыл японский ученый Шинья Яманака, за что
в 2012 году был награжден Нобелевской премией по физиологии и медицине.

Недавно в Университете Осаки исследователи начали испытание
по лечению последствий инфаркта при помощи кардиомиоцитов, выращенных из иПСК,
а ранее из иПСК японским пациентам вырастили новый пигментный эпителий сетчатки
глаза. Однако кроме иПСК для этих целей можно использовать другие источники
стволовых клеток — мы рассказывали, например, что американские ученые вырастили
пациентам пигментный эпителий сетчатки из эмбриональных стволовых клеток.

Дарья Спасская

Источник