Innowacyjna cytokina pozwoliła chodzić sparaliżowanej myszy

Do dzisiaj, paraliż spowodowany uszkodzeniem rdzenia kręgowego był nieodwracalny. Nowym podejściem do leczenia, naukowcom udało się po raz pierwszy sprawić, iż sparaliżowana mysz zaczęła chodzić. Kluczem do tego jest białko hyper-interleukina-6, które stymuluje komórki nerwowe do regeneracji oraz sposób jego podania zwierzętom.

Uszkodzenie rdzenia kręgowego spowodowane kontuzjami sportowymi lub wypadkami drogowymi często skutkuje niepełnosprawnością, np. trwałym paraliżem od pasa w dół. Dzieje się tak przez zniszczenie włókien nerwowych – aksonów, które odpowiadają za przesył informacji z mózgu do mięśni i odwrotnie. Gdy choroba czy uraz powodują rozerwanie tych włókien – komunikacja ta zostaje przerwana. Tak rozłączone aksony w rdzeniu kręgowym nie mogą się zrosnąć, efektem czego pacjent cierpi na paraliż i brak czucia w kończynach do końca życia. Obecnie nie istnieje żadna kuracja, która przywróciłaby utracone możliwości pacjenta dotkniętego tą przypadłością.

W swoich poszukiwaniach potencjalnych metod leczenia, zespół Bochum pracował z białkiem hyper-interleukina-6. „To tak zwana nowoczesna cytokina, co oznacza, że sama naturalnie nie występuje w przyrodzie lecz musi być uzyskana przy użyciu inżynierii genetycznej,” wyjaśnia Dietmar Fischer. Jego grupa badawcza zademonstrowała już możliwości białka hIL-6 w poprzednich badaniach, w których skutecznie stymulowało regenerację połączeń nerwowych w układzie wzrokowym.

W swoich bieżących badaniach zespół Bochum pobudzał komórki nerwowe kory motoryczno-czuciowej do samodzielnego wytwarzania hiper-interleukiny-6. W tym celu zespół wykorzystał wirusy nadające się do terapii genowej, które wstrzyknął do łatwo dostępnego obszaru mózgu. Tam wirusy dostarczają plan produkcji białka do określonych komórek nerwowych, tak zwanych neuronów ruchowych.

Ponieważ komórki te są również połączone aksonalnymi odgałęzieniami bocznymi z innymi komórkami nerwowymi w innych obszarach mózgu, które są ważne dla procesów ruchowych, takich jak chodzenie, hiperinterleukina-6 została również przetransportowana bezpośrednio do tych trudno dostępnych w inny sposób niezbędnych komórek nerwowych i została uwolniona tam w sposób kontrolowany.

„Tak więc terapia genowa tylko kilku komórek nerwowych stymulowała aksonalną regenerację różnych komórek nerwowych w mózgu i kilku dróg ruchowych w rdzeniu kręgowym jednocześnie” – zauważa Dietmar Fischer.
„Ostatecznie umożliwiło to wcześniej sparaliżowanym zwierzętom, które otrzymały to leczenie, rozpoczęcie chodzenia po dwóch do trzech tygodniach. Na początku było to dla nas wielkim zaskoczeniem, ponieważ nigdy wcześniej nie wykazano, że jest to możliwe po pełnym paraliżu”.

Źródło: Lehrstuhl für Zellphysiologie fischerlab.de

Zespół badawczy bada teraz, w jakim stopniu to lub podobne podejście może zostać połączone z innymi środkami w celu dalszej optymalizacji podawania hiper-interleukiny-6 i osiągnięcia dodatkowych ulepszeń funkcjonalnych. Badają również, czy hiper-interleukina-6 nadal ma pozytywne skutki u myszy, nawet jeśli uraz wystąpił kilka tygodni wcześniej. „Ten aspekt byłby szczególnie istotny w przypadku stosowania u ludzi”, podkreśla Fischer. „Wkraczamy teraz na nowy grunt naukowy. Dalsze eksperymenty pokażą między innymi, czy w przyszłości będzie możliwe przeniesienie tego nowego podejścia na ludzi”.

Badania są sponsorowane przez Niemiecką Fundację Badawczą (DFG).

Materiały dostarczone przez Uniwersytet Ruhry w Bochum.

Marco Leibinger, Charlotte Zeitler, Philipp Gobrecht, Anastasia Andreadaki, Günter Gisselmann, Dietmar Fischer. Transneuronal delivery of hyper-interleukin-6 enables functional recovery after severe spinal cord injury in mice. Nature Communications, 2021; 12 (1) DOI: 10.1038/s41467-020-20112-4