Боковой амиотрофический склероз (БАС), или мотонейронная болезнь, в англоязычных странах более известная как болезнь Лу Герига, — это медленно прогрессирующее, неизлечимое нейродегенеративное заболевание, при котором происходит поражение как верхних (моторная кора головного мозга), так и нижних (передние рога спинного мозга и ядра черепно-мозговых нервов) двигательных нейронов, что приводит к параличам и последующей атрофии мышц. Клинически это проявляется постепенной утратой больными способности разговаривать, глотать и даже дышать.
Существующие терапевтические возможности воздействия на данное заболевание крайне ограничены и способствуют лишь умеренному замедлению процесса. В фокусе повышенного внимания и изучения до настоящего времени находились вопросы симптоматического лечения пациентов с БАС. Множество исследований посвящено также изучению причин возникновения и прогрессирования заболевания.
Результаты исследования ученых из Школы ветеринарной медицины Университета штата Висконсин (University of Wisconsin School of Veterinary Medicine), США, опубликованные в «Molecular Therapy», являются достаточно обнадеживающими для разработки в будущем эффективных схем лечения пациентов с БАС.
Очищенный пул стволовых клеток из костного мозга взрослого человека модифицирован в клетки, продуцирующие факторы роста, которые, в свою очередь, проявили способность активировать репаративные процессы в нервных клетках. Впоследствии модифицированные стволовые клетки имплантированы в мышцы лабораторных крыс, у которых с помощью методов генной инженерии индуцированы симптомы БАС, что является общепринятой методикой моделирования патофизиологии БАС в исследованиях по изучению данного заболевания.
Стволовые клетки модифицированы в клетки, продуцирующие эндотелиальный фактор роста сосудов (vascular endothelial growth factor — VEGF) — белок, активирующий ангиогенез. Установлено, что повышение синтеза VEGF способствовало росту выживаемости животных с БАС и отдаляло начало развития болезни. Руководитель исследования Масатоши Судзуки (Dr. Masatoshi Suzuki) в своих предыдущих работах выявил положительное воздействие другого фактора роста — глиального нейротропного фактора (glial cell line-derived neurotropic factor — GDNF) на продление жизнеспособности нейронов. По его словам, значительные результаты в исследовании достигнуты при использовании стволовых клеток, продуцирующих оба фактора роста. С учетом таких параметров, как время начала развития заболевания, общая выживаемость и сохраненная мышечная функция, воздействие двух факторов роста — VEGF и GDNF — было значительно более выраженным, чем каждого из них в отдельности.
Существующая точка зрения в отношении патофизиологии БАС заключается в предположении, что основной процесс массивного повреждения нейронов локализуется в непосредственной близости со спинным мозгом, являющегося проводником нервных импульсов от головного мозга к другим органам и системам. Однако в исследовании установлено, что при БАС в первую очередь повреждается аксональная часть нейрона, непосредственно контактирующая с мышцей. Стволовые клетки в ходе эксперимента не были модифицированы в нейроны, а были трансформированы в клетки — продуценты факторов роста для активации выживаемости нервных клеток. Модифицированные стволовые клетки функционировали в организме крыс приблизительно 9 нед — достаточный период для проявления позитивного воздействия на течение заболевания.
Концепция поддержания жизнеспособности нейронов при БАС обещает более высокую терапевтическую эффективность в сравнении с другими подходами, направленными на формирование из стволовых клеток новых нейронов взамен погибших нервных клеток. Моторные нейроны (мотонейроны) имеют очень длинные аксональные отростки, обусловленные специфичностью их функции — обеспечение передачи нервных импульсов в скелетные мышцы через синаптические соединения — и проблема замещения таких нейронов является достаточно сложновыполнимой. Гораздо более перспективным может быть сосредоточение усилий на поиске путей сохранения жизнеспособности нейронов путем использования тех же факторов, которые участвуют в структурном формировании организма человека, что с успехом продемонстрировано в данном исследовании.
Использование стволовых клеток взрослых особей позволило ученым избежать проблем, с которыми им пришлось столкнуться в предыдущих работах. Установлено, что эмбриональные стволовые клетки имеют выраженную склонность к опухолевой трансформации в связи с присущим им быстрым ростом, а также в связи с необычными условиями функционирования клеток с нехарактерным для эмбриональных клеток обилием поступающих сигналов. При использовании взрослых стволовых клеток эти риски были элиминированы, что повлияло также и на клиническую релевантность, поскольку стволовые клетки из костного мозга взрослых могут быть использованы для лечения при данном заболевании.
Krakora D., Mulcrone P., Meyer M. et al. (2013) Synergistic effects of GDNF and VEGF on lifespan and disease progression in a familial ALS rat model. Mol. Ther., May 28 [Epub ahead of print].
Weiss J. (2013) Lou Gehrig’s disease treatment on the horizon? Engineered stem cells could be the key. Medical Daily, May 28 (www.medicaldaily.com/articles/15955/20130528).
Ольга Федорова
