Μια ομάδα επιστημόνων του UCSF έκανε μια κρίσιμη ανακάλυψη που μπορεί να βοηθήσει στην ανάπτυξη των τεχνικών προώθησης της λειτουργικής αποκατάστασης μετά από έναν τραυματισμό νωτιαίου μυελού.
Με υποκίνηση των κυτταρικών νεύρων σε αρουραίους στο εργαστήριο και κατά την στιγμή του τραυματισμού και πάλι μετά από μια εβδομάδα, οι επιστήμονες ήταν σε θέση να αυξήσουν την ικανότητα ανάπτυξης των κυτταρικών νεύρων και να δυναμώνουν αυτή την ικανότητα. Και οι δύο αυτοί παράγοντες είναι σημαντική για την αναγέννηση των νεύρων.
Η μελέτη, δημοσιεύτηκε στις 15 Νοεμβρίου στο τεύχος του Proceedings of the National Academy of Sciences (Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών), στηρίζεται σε προηγούμενα συμπεράσματα με τα οποία οι ερευνητές ήταν σε θέση να προκαλέσουν την αύξηση της αναπτυξης κυττάρων με χειρισμό του νευρικού συστήματος πριν από τραυματισμό του νωτιαίου μυελού, αλλά όχι μετά.
Το κλειδί για την έρευνα είναι μια σημαντική διαφορά στις ιδιότητες των νευρικών ινών του κεντρικού νευρικού συστήματος (CNS), που αποτελείται από τον εγκέφαλο και τον νωτιαίο μυελό, και εκείνων του απομακρυσμένου νευρικού συστήματος (PNS), που είναι το δίκτυο των νευρικών ινών που εκτείνεται σε όλο το σώμα.
Τα νευρικά κύτταρα κανονικά αναπτύσσονται όταν είναι νέα και η ανάπτυξη σταματά όταν είναι μεγαλώσουν. Όταν τραυματιστούν τα κύτταρα CNS, τα κύτταρα είναι ανίκανα να αναπαραxθούν από μόνα τους. Στα κύτταρα PNS, εντούτοις, ένα τραύμα μπορεί να υποκινήσει τα κύτταρα στο αναγενηθούν. Η αναγέννηση νεύρων PNS καθιστά πιθανό τα διαχωρισμένα άκρα να προσαρτηθούν χειρουργικά στο σώμα και να συνεχίσουν την αναπτυξη και να επανακτούν την λειτουργία τους.
Η αναγέννηση συμβαίνει επειδή τα κύτταρα PNS είναι ευαίσθητα σε ζημιές στις νευρολογικές διαδικασίες τους και αντιδρούν στέλνοντας ένα σήμα που προκαλεί τις νευρικές ίνες να ξανααναπτυχθούν, εξηγεί ο Allan Basbaum, PHD, ανώτερος συντάκτης της μελέτης και μέλος του τμήματος Ανατομίας στο UCSF. «Προφανώς αυτή η επικοινωνία δεν πραγματοποιείται στο CNS».
Οι επιστήμονες δεν ξέρουν ακόμα τη βιοχημική αιτία που οφείλετε αυτή η διαφορά, προσθέτει.
Η παραδοσιακά επιστημονική προσέγγιση στις προσπάθειες να ενισχυθεί η αναγέννηση στο CNS είναι να χειριστεί το βιοχημικό περιβάλλον των κυττάρων στο σημείο του τραυματισμού του νωτιαίου μυελού, σύμφωνα με τον Basbaum. Αντί αυτού του τύπου έρευνας, η ομάδα του Basbaum χρησιμοποίησε τεχνικές χειρισμού νευρικών συστημάτων για να εφαρμόσει τις αρχές της ικανότητας ανάπτυξης των κυττάρων PNS στα κύτταρα CNS.
Οι ερευνητές εκμεταλλεύθηκαν μια ασυνήθιστη κατηγορία νευρικών ινών που έχει και PNS και CNS κλάδο.
Προηγουμένως, οι ερευνητές είχαν παρουσιάσει σε μελέτες πάνω σε ζώα ότι ένα τραύμα που έγινε σε περιφερειακό κλάδο πριν από τον τραυματισμό του νωτιαίου μυελού παρείχε το απαραίτητο σήμα επικοινωνίας που επέτρεψε στον κλάδο CNS για να ααναπτυχθεί. Αλλά αυτό λειτούργησε μόνο όταν το PNS τραύμα – το οποίο που χρησιμοποιήθηκε σαν παρακίνηση για την αναπτυξη των κυττάρων CNS – συνέβαινε τουλάχιστον μια βδομάδα πριν από τον τραυματισμό του CNS. «Ξεκάθαρα αυτό δεν θα είχε καμία χρησιμότητα σε κλινικές καταστάσεις, όπου οι διαδικασίες δεν μπορεί να γίνουν σε αναμονή για τον τραυματισμό του νωτιαίου μυελού», λέει ο Basbaum. Μια άλλη πρόκληση που οι ερευνητές αντιμέτωπησαν ήταν: υποκινώντας τα κύτταρα του CNS να αναπτυχθούν πέρα από το σημείο του τραυματισμού και προς τον υγιή ιστό, ο οποίος είναι βασικός στην εποκατάσταση της λειτουργίας.
«Ένας τραυματισμός PNS κατά την διάρκεια δημιουργίας ζημίας στον νωτιαίο μυελό θα προκαλέσει μόνο την ανάπτυξη των νευρικών ινών στο σημείο βλάβης του νωτιαίου μυελού, αλλά όχι και στον ιστό πέρα από αυτήν. Αυτό συμβαίνει επειδή η ικανότητα ανάπτυξης ενισχύεται αλλά δεν είναι συνεχής», εξηγεί. Στη νέα μελέτη, οι ερευνητές αξιολόγησαν την επίδραση δύο τραυμάτων των περιφερειακών νεύρων σε ζώα με τραυματισμό στον νωτιαίο μυελό. Το ένα τραύμα έγινε κατά την στιγμή του τραυματισμού του νωτιαίου μυελού και το δεύτερο έγινε μια εβδομάδα αργότερα. Και τα δύο τραύματα έγιναν στο ισχιακό νεύρο των ζώων, το οποίο είναι μέρος του PNS.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα δύο αυτά τραύματα παρακίνησης όχι μόνο προκάλεσαν σημαντική αναγέννηση στον νωτιαίο μυελό στήν περιοχή του τραυματισμού του νωτιαίου μυελού, αλλά το πιο σημαντικό, οι νευρίτες αναγεννήθηκαν σε κανονικές περιοχές του νωτιαίου μυελού, δημιουργόντας την ελπίδα ότι οι λειτουργικές συνδέσεις μπορούν να επανεγκαθιδρυθούν. Οι νευρίτες είναι οι μακριές, εύθραυστες ίνες που μεταφέρουν τα σήματα μεταξύ των κυττάρων νεύρων στον εγκέφαλο, του νωτιαίου μυελού και των άκρων.
«Η δυνατότητα της ανάπλασης και μετά το τραύμα είναι βασική. Εάν μπορούμε να καταφέρουμε αυτούς τους νευρίτες να αναπτυχθούν ακόμη και μερικά εκατοστά πέρα από το τραύμα, τότε αυτοί μπορούν να αρχίσουν να στέλνουν σήματα και να αναπτύξουν νέα κυκλώματα σε όλο το σώμα», λέει ο Basbaum. Ο Basbaum προσθέτει ότι ο συγχρονισμός είναι κρίσιμος για την επιτυχή αναγέννηση νεύρων. «Υπάρχει ένα παράθυρο ευκαιρίας αμέσως μετά τον τραυματισμό όταν η δυνατότητα αναπλασης μέσω και πέρα από το τραύμα είναι η μέγιστη. Εάν περιμένουμε πολύ μετά από τον τραυματισμό, τα κύτταρα επανέρχονται πίσω στην κανονική τους κατάσταση, της μη ανάπλασής τους.
Επιπλέον, η ουλή στον ιστό αρχίζει να διαμορφώνεται, δυσκολεύοντας την ανάπλαση». «Τα ευρήματα αυτά μας δίνουν ελπίδα. Το νευρικό σύστημα είναι σε θέση να τροποποίηθεί έως το επίπεδο που μπορούμε να επιτύχουμε την ανάπλαση των νευρικών ινών. Τελικά, ο στόχος είναι να προκληθεί η ανάπλαση και να διαρκέσει αρκετό χρόνο ώστε να αποκατάσταθεί η κίνηση στους ασθενείς με τραυματισμένο νωτιαίο μυελό», καταλήγει. Συνεργάτες στην μελέτη ήταν ο Simona Neumann, PHD, και η Kate Skinner, MD, και οι δύο από το UCSF. Η έρευνα χρηματοδοτήθηκε από το Roman Reed Spinal Cord Injury Research Fund of California και το National Institutes of Health.
REDORBIT, Σεπτέμβριος 2006. Μετάφραση : Περικλής Τσιούτσιος.