Leczenie epigenetyczne szansą na regenerację rdzenia kręgowego po urazie

Leczenie za pomocą specjalnego aktywatora epigenetycznego może pomóc w odbudowie neuronów czuciowych i ruchowych w uszkodzonym rdzeniu kręgowym, co może potencjalnie odwracać paraliż ciała – dowiodły badania na myszach.

Naukowcy z Imperial College London w Wielkiej Brytanii pokazali, że w organizmach gryzoni, u których doprowadzono do ciężkiego urazu rdzenia kręgowego, a następnie wdrożono leczenie małą cząsteczką o nazwie TTK21, doszło do zahamowania utraty aksonów motorycznych powyżej punktu urazu oraz do wzrostu nowych aksonów czuciowych.

Zdaniem autorów badania, którego wyniki ukazały się w piśmie „PLOS Biology”, następnym krokiem może być jeszcze silniejsze wzmocnienie tych procesów, co doprowadzi do ponownego połączenia uszkodzonych aksonów z resztą układu nerwowego, wskutek czego zwierzęta będą mogły odzyskać zdolność poruszania się.

Obecnie urazy rdzenia kręgowego są nieuleczalne. Współczesna medycyna nie zna metod, które mogłyby przywrócić pełnię władz ruchowych pacjentowi po przerwaniu rdzenia. Rehabilitacja fizyczna przynosi częściowe efekty, pomaga odzyskać pewien stopień mobilności, ale z powodu tego, że neurony rdzeniowe nie są zdolne do naturalnej regeneracji, przerwanie tej ważnej struktury wciąż kończy się dożywotnim paraliżem.

Opierając się na swoich wcześniejszych, bardzo obiecujących badaniach, zespół prof. Simone Di Giovanniego wykorzystał cząsteczkę o nazwie TTK21, aby aktywować programowanie genetyczne, które indukuje regenerację aksonów w neuronach. TTK21 zmienia stan epigenetyczny genów poprzez aktywację rodziny białek koaktywatorowych (CBP/p300).

Epigenetyka to procesy związane ze zmianą funkcji poszczególnych genów, ale bez zmian w samym DNA. Gen zaczyna działać inaczej (zmienia się jego ekspresja), choć nie doszło w nim do żadnej mutacji. Czynniki indukujące takie zmiany zwane są właśnie czynnikami epigenetycznymi. Okazuje się, że jednym z nich może być TTK21, który sprzyja dojrzewaniu i różnicowaniu dorosłych neuronów.

Naukowcy przetestowali swoją nową terapię na mysim modelu ciężkiego uszkodzenia rdzenia kręgowego. Użyte do eksperymentu zwierzęta żyły w tzw. wzbogaconym środowisku, co oznacza, że zmodyfikowano im warunki tak, aby zachęcać je do aktywności fizycznej, kognitywnej, sensorycznej i socjalnej.

Leczenie rozpoczęło się 12 tygodni po ciężkim uszkodzeniu rdzenia i trwało przez kolejnych 10 tygodni.

Badacze odkryli kilka ważnych różnic pomiędzy osobnikami korzystającymi z nowej terapii a grupa kontrolną. Najbardziej zauważalnym efektem było szybsze „kiełkowanie” aksonów w rdzeniu kręgowym. Zauważono też, że dzięki terapii TTK21 cofanie się aksonów motorycznych powyżej punktu urazu zostało zatrzymane, za to wzrost aksonów czuciowych przybrał na sile. Zmiany te były prawdopodobnie spowodowane obserwowanym wzrostem ekspresji genów związanych z regeneracją.

– To doświadczenie pokazało nam, że lek o nazwie TTK21, podawany ogólnoustrojowo raz w tygodniu po przewlekłym uszkodzeniu rdzenia kręgowego, może promować odrastanie neuronów i wzrost synaps, które są potrzebne do transmisji neuronalnej. Jest to ważne, ponieważ przewlekłe uszkodzenie rdzenia kręgowego jest stanem nieuleczalnym, w którym normalnie do żadnego z tych procesów nie dochodzi – mówi prof. Di Giovanni.

Jak dodaje prof. Di Giovanni, obecnie badamy połączenie tego leku ze strategiami, które wypełniają powstałą w rdzeniu kręgowym lukę, czyli różnego rodzaju biomateriałami. – Potencjalnie może być to obiecująca metoda leczenia niepełnosprawności u pacjentów po ciężkich urazach rdzenia – podsumowuje autor publikacji.