Die STEM -Zelltherapie ist vielversprechend, um Hirnschäden nach dem Schlaganfall zu reparieren

Wenn jemand einen Schlaganfall hat – eine weltweit führende Todesursache und Behinderung – ist die Zeit im Wesentlichen. Fast neun von zehn Fällen sind ischämische Schlaganfälle, die durch eingeschränkte Blutfluss im Gehirn verursacht werden, und die derzeitige Goldstandardbehandlung, die Blutgerinnsel aufbricht, muss innerhalb von viereinhalb Stunden nach Auftreten von Symptomen geliefert werden.

Die Forscher sind auf der Suche nach Möglichkeiten, diese tickende Uhr zu verlängern und eine bessere Erholung der Schlaganfall zu ermöglichen. Eine vielversprechende Aussicht ist eine experimentelle Stammzelltherapie zur Reparatur beschädigter Gehirngewebe, die von Wissenschaftlern an der Keck School of Medicine of USC, der Universität Zürich und Eth Zürich in der Schweiz zusammengestellt wurde. Eine Studie in der Zeitschrift Naturkommunikation zeigten, dass eine Stammzelltransplantation eine Woche nach einem ischämischen Schlaganfall bei Mäusen zur Genesung führte.

Es gibt viele Patienten, die die akute Behandlung nicht erhalten, und ihre Blutgefäße bleiben blockiert. Wenn wir diese Behandlung in Zukunft in die Klinik bringen können, kann sie Patienten mit langfristigen Symptomen oder großen Schlaganfällen helfen, sich zu erholen. „

Ruslan Rost, PhD, Mitarbeitender Autor, Assistenzprofessor für Forschungsphysiologie und Neurowissenschaften an der Keck School of Medicine

Verwendung von Stammzellen zur Heilung beschädigter Gehirngewebe

Rust und seine Kollegen programmierten menschliche Blutkörperchen in neurale Stammzellen, die zu Neuronen reifen können, und transplantierten sie in das beschädigte Gehirngewebe von Mäusen, die Schlaganfälle hatten. Nach fünf Wochen verglichen die Forscher ihre Erholung mit einer Gruppe von Mäusen aus demselben Wurf mit Schlaganfällen, aber ohne Transplantation operiert wurden.

Die Gehirne der Mäuse, die transplantierte neurale Stammzellen erhielten, zeigten robustere Anzeichen einer Erholung als die von unbehandelten Mäusen. Die Gehirne der Transplantationsempfänger hatten weniger Entzündungen, mehr Wachstum von Neuronen und Blutgefäßen und mehr Konnektivität zwischen Neuronen als das Gehirn der Mäuse, die keine transplantierten Zellen erhielten. Die behandelten Mäuse hatten auch weniger Leckagen aus der Blut-Hirn-Schranke, was für die normale Gehirnfunktion wichtig ist und als Filter fungiert, um schädliche Substanzen aus dem Gehirn fernzuhalten.

Um die Funktion zu messen, verwendeten die Forscher künstliche Intelligenz, um die Bewegung der Gliedmaßen der Tiere beim Gehen und Klettern einer Leiter mit unregelmäßigen Sprossen genau zu verfolgen.

„Die Genesung kann bei Mäusen schwer zu bestimmen sein, daher mussten wir diese kleinen Unterschiede erkennen“, sagte Rust. „Die unvoreingenommene Sichtweise, die wir durch dieses Deep -Lern -Tool erhalten haben, hat uns viel mehr Details zu diesem komplexen Prozess gegeben.“

Das Team stellte fest, dass behandelte Mäuse fünf Wochen nach den Transplantationen die in der Kletteraufgabe getestete Feinmotorik in der Kletteraufgabe vollständig wiedererlangten. Am Ende der Studie verbesserte sich ihr Gang auch im Vergleich zu Mäusen, die eine Scheinoperation erhielten, signifikant.

Hinweise unter den neuen Gehirnzellen, die sich entwickeln

Als die Forscher untersuchten, welche Zellentypen aufgrund eines Schlaganfalls abgestorben sind, fanden sie ungefähr 50% Reduktion von Neuronen, die Gamma-Aminobuttersäure (GABA) absondern, was die Aktivität in den Gehirnzellen verringert, an die sie bindet. Diese GABA-sekretierenden Neuronen, die als GABAergen-Neuronen bekannt sind, wurde zuvor gezeigt, dass sie die Erholung der Schlaganfall unterstützen.

Das Team untersuchte auch das Schicksal der transplantierten Stammzellen und stellte fest, dass die Mehrheit zu GABAergen Neuronen geworden war. Dies ist ein möglicher Hinweis darauf, dass die lokale Umgebung, in der der Schlaganfall verletzt wurde, das Gehirn dazu beitragen kann, die Entwicklung der neuralen Stammzellen zu steuern.

Rust und seine Kollegen analysierten auch die Wechselwirkungen zwischen den transplantierten Zellen und anderen Zellen im Gehirn der Mäuse. Sie fanden eine starke Aktivität in mehreren Signalwegen, die in früheren Studien gezeigt wurden, dass sie mit der Regeneration von Neuronen, der Herstellung von Verbindungen zwischen Neuronen und der Leitung der Ausrüstung von Neuronen assoziiert waren.

„Mechanistische Einsichten können sehr wichtig sein, wenn wir versuchen, neue Therapien zu informieren oder aufkommende zu verbessern“, sagte Rust. „Das Verständnis der Mechanismen ermöglicht es uns, über die Anpassung eines Arzneimittels nachzudenken, das sie reguliert – vielleicht eines, das bereits klinisch für eine andere Krankheit zugelassen ist. Es könnte eine ganz neue Welle von Therapien eröffnen.“

Das Team untersucht derzeit andere Wege, um die Aktivität in den in der Studie identifizierten Pfaden zu erhöhen und die Ergebnisse der Transplantation in Mäusen über fünf Wochen Zeiträume zu bewerten.

„Wenn wir Menschen helfen können, indem wir Stammzellen in einen menschlichen Schlaganfall -Patienten umpflanzen, möchten wir, dass die Zellen für den Rest ihres Lebens da sind“, sagte Rust. „Unser Ziel wäre also, über die gesamte Lebensdauer einer Maus zu suchen und zu sehen, was mit den Zellen passiert, und auch zu sehen, ob diese Genesung aufrechterhalten oder sich sogar verbessert.“

Über diese Studie

Der Erstautor der Studie ist Rebecca Weber von der Universität Zürich und Eth Zürich. Der Mitkristanlagen-Autor ist Christian Tackenberg von der Universität Zürich und Eth Zürich. Andere Co-Autoren sind Beatriz Achón Buil, Nora Rentsch, Patrick Perron, Stefanie Halliday, Chantal Bodenmann, Kathrin Zürcher, Daniela Uhr, Debora Meier, Siri Peter, Melanie Generali von der Universität Zürich und Eth Zurich; Allison Bosworth, Mingzi Zhang und Kassandra Kisler von der Keck School of Medicine; Shuo Lin und Markus Rüegg von der Universität Basel in der Schweiz; und Roger Nitsch von Neurimmune, einem schweizerischen biopharmazeutischen Unternehmen.

Die Studie erhielt Unterstützung vom Schweizer 3R -Kompetenzzentrum; die Schweizerische National Science Foundation; das Neurowissenschaftszentrum Zürich an der Universität Zürich und Eth Zürich; und die Maxi Foundation.

Quellen: