При болезни Паркинсона происходит дегенерация определенного типа клеток головного мозга, известного как дофаминергические (DA) нейроны. Сообщалось, что при первом обнаружении симптомов пациент уже потерял более половины своих нейронов DA. Несколько исследований показали, что трансплантация DA нейронов, сделанных из клеток плода, может смягчить болезнь. Однако использование тканей плода вызывает споры.
С другой стороны, iPS-клетки могут быть получены из крови или кожи, поэтому профессор Такахаши, который также является нейрохирургом, специализирующимся на болезни Паркинсона, планирует использовать DA нейроны, сделанные из iPS-клеток, для лечения пациентов.«Наше исследование показало, что DA нейроны, сделанные из iPS-клеток, так же хороши, как DA-нейроны, сделанные из среднего мозга плода. Поскольку iPS-клетки легко получить, мы можем стандартизировать их, чтобы использовать для терапии только лучшие iPS-клетки», — сказал он.Чтобы проверить безопасность и эффективность DA нейронов, сделанных из человеческих iPS-клеток, Тетсухиро Кикучи, нейрохирург, работающий в лаборатории Такахаси, трансплантировал клетки в мозг обезьян.
«Мы сделали нейроны DA из различных линий iPS-клеток. Некоторые были сделаны из iPS-клеток от здоровых доноров.
Другие были сделаны из пациентов с болезнью Паркинсона», — сказал Кикучи, добавив, что метод дифференцировки, используемый для преобразования iPS-клеток в нейроны, подходит для клинических исследований. испытания.Обычно предполагается, что результат клеточной терапии будет зависеть от количества выживших трансплантированных клеток, но Кикучи обнаружил, что это не так. Более важным, чем количество ячеек, было их качество.
«Каждое животное получало клетки, полученные от разных доноров iPS-клеток. Мы обнаружили, что качество донорских клеток имело большое влияние на выживаемость DA нейронов», — сказал Кикучи.Чтобы понять, почему, он искал гены, которые демонстрировали разные уровни экспрессии, и нашел 11 генов, которые могли определять качество предков. Одним из таких генов был Dlk1.
«Dlk1 является одним из прогностических маркеров качества клеток DA нейронов, полученных из эмбриональных стволовых клеток и трансплантированных крысе. Мы обнаружили Dlk1 в DA нейронах, трансплантированных обезьяне.
Мы исследуем Dlk1, чтобы оценить качество клеток для клинического применения».Еще одна особенность исследования, которая, как ожидается, будет распространена на клинические исследования, — это метод, используемый для оценки выживаемости клеток в головном мозге хозяина. Исследование показало, что магнитно-резонансная томография (МРТ) и позиционная электронная томография (ПЭТ) являются вариантами оценки состояния пациента после операции.«МРТ и ПЭТ — это неинвазивные методы визуализации.
После трансплантации клеток мы должны регулярно наблюдать за пациентом. Неинвазивный метод является предпочтительным», — сказал Такахаши.
Группа надеется, что сможет начать набор пациентов для этой терапии на основе iPS-клеток до конца следующего года. «Это исследование является нашим ответом на использование iPS-клеток в клинических условиях», — сказал Такахаши.В родственном исследовании та же группа сообщает о стратегии, которая улучшает выживаемость трансплантированных клеток у обезьян. Для успешной трансплантации донор и пациент должны иметь соответствующие антигены лейкоцитов человека (HLA), чтобы предотвратить отторжение ткани.
Эквивалент HLA у обезьян — MHC, или главный комплекс гистосовместимости. Это исследование, которое можно прочитать в Nature Communications, показывает, что дофаминовые нейроны, полученные из MHC-совпадающих iPS-клеток обезьян, при трансплантации в мозг обезьяны стимулируют гораздо меньше нейровоспаления, чем дофаминовые нейроны, полученные из MHC-несравнимых iPS-клеток обезьян.
Хотя это различие не полностью исключает необходимость в иммунодепрессантах, оно снижает дозировку, чтобы снизить риск заражения. Полученные данные предполагают, что сопоставление HLA для терапии iPS-клетками улучшит результаты у пациентов с нейродегенеративными заболеваниями.
«Комбинация сопоставления MHC и иммуносупрессии снизит дозу и продолжительность действия иммунодепрессивного препарата и станет лучшей стратегией для трансплантации», — сказал нейрохирург и доцент CiRA Аска Моризейн.