幹細胞療法は非常に魅力的です直感的なシンプルさで、損傷した細胞を洗浄し、代わりに健康な細胞のギャングを発射し、体が自然に治癒するまで座って待ちます。脊髄損傷の場合、幹細胞が運動性を回復する可能性は素晴らしい展望を約束します。ただし、人体は機械ではなく、外出先で部品を交換できる単純なシステムではありません。移植後、幹細胞はしばしば拒絶され、それらは回復する機会さえ得る前に宿主生物の敵対的な環境で死にます。
過去30年間に神経科学者多くの方法を試し、幹細胞の生存を促進できる特別な分子のカクテルの後にカクテルを試しました。また、げっ歯類を含むモデルでは大成功でしたが、この治療法を霊長類で機能するように拡張することはできませんでした。これは人間の試験にとって重要です。
またはうまくいかなかった。 先月、重要な研究がジャーナルNature Medicineに掲載され、サルの損傷した脊椎に生き残り、統合されたヒト幹細胞移植のレシピが詳述されました。
細胞手術の9ヶ月後サルの脊髄の生き残ったニューロンとシナプスを形成する数十万の枝を退去させました。さらに、キャリアの脊髄ニューロンは、人間の細胞を自身のものとして認識し、動物が物体をつかむ能力を回復する新しい化合物を形成しました。
「これらの細胞で観察された成長、カリフォルニア大学サンディエゴ移植神経科学研究所の主執筆者であるマーク・タシンスキー博士は言う。 「この治療法が人々にも有効であるという確信を間違いなく加えました。」
初期の仕事
脊髄損傷は長くて細い神経枝-軸索-脳が体の残りの部分と通信するために使用するもの。運動機能を回復するには、科学者はこれらの化合物を回復または成長させるように体を説得する必要があります。
しかし、ここに問題があります。 損傷後、脊髄は損傷部位周辺の細胞外マトリックス（構造分子の複雑なネットワーク）をすばやく再編成します。道路上の「レンガ」のように、これらのタンパク質は移植された幹細胞が長い軸索の枝を伸ばすのを効果的にブロックします。さらに、損傷部位には、成長因子や、幹細胞の栄養cocoとして機能する他の有益な分子も含まれていません。
この二重防御を回避するために、科学者たちは、移植細胞を後押しする可能性のある数十の成長を促すカクテルを形成しました。そして、この戦略はうまくいったようです。
2014年、ツシンスキーは細胞を形質転換しました健康なヒトドナーの皮膚は、それらをiPSC細胞（人工多能性幹細胞）に変換し、これらの人工幹細胞を成長因子を含むマトリックスに導入しました。
2匹のラットに移植片を置いた後2週間の脊髄損傷により、ヒト細胞は成熟して新しいニューロンになり、ラットの脊髄で軸索が伸びました。しかし、奇妙なことに、科学者は、移植部位の瘢痕が部分的に原因で、機能の改善を見ていませんでした。
「私たちは、脊髄損傷患者の神経幹細胞を含む治療法を移すための最善の方法を決定するために最善を尽くしています」と、ツシンスキーはその時言った。
新しい希望
Tushinskyは、彼の言葉に忠実に、人間の脊髄のモデルとしてより適したサルで転送プロトコルをテストしました。
チームは脊髄セクションにcrash落しましたサルと2週間後-患者が安定するのに十分な時間-成長因子とともに損傷領域にヒト幹細胞を導入しました。
うまくいきませんでした。最初の4匹のサルでは、注射は定位置にさえ固定されていませんでした。
「仮の動物試験なしでヒト移植を行おうとした場合、臨床試験が失敗する重大なリスクがあるでしょう」とTusinskyは言います。
科学者はすぐに彼らが増加する必要があることに気づきましたあなたのレシピの重要なタンパク質成分の量は、適切に移植片を「固定」します。チームはまた、免疫抑制、タイミング、および外科的処置に関する問題を発見しました。たとえば、脳脊髄液が移植片を洗い流さないように、手術中に手術台を傾けなければなりませんでした。さらに、サルは体がヒト細胞を攻撃しないように、高用量の免疫抑制剤が必要でした。
いくつかのローションの助けを借りて、それぞれ約2,000万個のヒト幹細胞を含む移植片が残りの5匹のサルに保持されました。
結果は素晴らしかった。 移植の2か月後、科学者は新しい神経枝の爆発を発見しました。損傷部位の幹細胞は成熟したニューロンに発達し、サルの脊髄に沿って伸びる最大150,000個の軸索を繁殖させました。
いくつかの枝は50の距離を通過しました移植部位から数ミリメートル、人間のほぼ2つの脊椎断片の長さ。途中で、彼らは無傷のサル細胞との広範な接続を確立しました。
さらにクールなのは、サル自身の軸索です。また、人間の神経移植片とシナプスを形成し、相互接続を形成しました。これらの接続は、人間の自由な手の動きにとって非常に重要であり、これは、移植された幹細胞がそのようなパターンを形成できるという最初の顕著な証拠の1つです。
9か月後、新しいニューラル接続負傷したサルが手足の動きを取り戻すのを助けたため、オレンジなどの柔らかい物体をつかむことができました。逆に、移植片の悪いサルは、手のひらや指の正確な動きをうまく制御できませんでした。オレンジを押すことしかできませんでした。
結果はそれほど印象的ではないように見えるかもしれませんが、著者は、9か月が機能回復の瞬間であると言います。
「移植片とその一部であった新しいスキームは、観察の終わりに向かってまだ熟成していたため、修復を続けることができます」と研究著者のエフロン・ローゼンツヴァイグ博士は言います。
機能の改善は部分的に、ジュネーブにあるスイス連邦工科大学（EPFL）のグレゴワール・カーティン博士は、この研究を「再生医療のマイルストーン」と呼んでいます。
「そして、これを考えるとき、これは驚くことではありません神経系における新しい細胞と化合物の機能的統合には時間がかかり、特定のリハビリテーション手順が必要になるでしょう」
ロチェスター大学のスティーブゴールドマン博士は彼に同意します。
「これはげっ歯類から霊長類への大きな飛躍です。これは英雄的な探検です。」
Tushinskyにとって、作業はまだ始まったばかりです。まず、すべての幹細胞が同じように作成されるわけではなく、彼のチームは、機能回復に最も効果的なのはどれかを判断しようとしています。
一方で、彼はまた、追加の再生ニューロンの機能をさらに強化し、損傷した領域に軸索が広がり、損傷中に失われたニューロンを完全に置き換える方法。
「人々に移るのは時期尚早です」と彼は警告し、追加のトライアルが必要です。そして、この忍耐は完全に報われるでしょう。
