Rehabilitation plus Stammzelltransplantation nach einer Rückenmarksverletzung können die funktionellen Ergebnisse verbessern

In den letzten Jahren haben Forscher anhand von Tiermodellen messbare Fortschritte erzielt, um die Geweberegeneration bei Rückenmarksverletzungen (SCI) durch implantierte neurale Stammzellen oder Transplantate zu fördern. Andere Bemühungen haben gezeigt, dass eine intensive körperliche Rehabilitation die Funktion nach einer Rückenmarksverletzung verbessern kann, indem sie eine größere oder neue Rolle für unbeschädigte oder verschonte Zellen und neurale Schaltkreise fördert.

In einem neuen Artikel, der am 22. August 2022 in der Zeitschrift JCI Insight veröffentlicht wurde, gehen Forscher der University of California San Diego School of Medicine der Frage nach, ob Rehabilitation die funktionellen Ergebnisse verbessern kann, wenn sie mit proregenerativen Therapien wie Stammzelltransplantation kombiniert wird.

Unter Verwendung eines Rattenmodells induzierten die Forscher eine zervikale Läsion, die die Fähigkeit der Tiere beeinträchtigte, mit ihren Vorderbeinen zu greifen. Es gab vier Gruppen: Tiere, die die Läsion alleine erlitten; Tiere, die eine anschließende Transplantation von neuralen Stammzellen erhielten, die entwickelt wurden, um zu wachsen und sich mit bestehenden Nerven zu verbinden; Tiere, die nur rehabilitiert wurden; und Tiere, die sowohl eine Stammzelltherapie als auch eine Rehabilitation erhielten.

Die Rehabilitationstherapie für einige Tiere begann einen Monat nach der anfänglichen Verletzung, ein Zeitpunkt, der ungefähr dem Zeitpunkt entspricht, an dem die meisten menschlichen Patienten in SCI-Rehabilitationszentren aufgenommen werden. Die Rehabilitation bestand aus täglichen Aktivitäten, die sie mit Futterpellets belohnten, wenn sie Greiffähigkeiten zeigten.

Die Forscher fanden heraus, dass die Rehabilitation die Regeneration verletzter kortikospinaler Axone an der Läsionsstelle bei Ratten verbesserte und dass eine Kombination aus Rehabilitation und Transplantation eine signifikante Erholung des Greifens der Vorderbeine bewirkte, wenn beide Behandlungen einen Monat nach der Verletzung erfolgten.

„Diese neuen Erkenntnisse weisen darauf hin, dass die Rehabilitation eine entscheidende Rolle bei der Verstärkung der funktionellen Erholung spielt, wenn sie mit einer proregenerativen Therapie wie einer neuralen Stammzelltransplantation kombiniert wird“, sagte der Erstautor Paul Lu, PhD, außerordentlicher außerordentlicher Professor für Neurowissenschaften an der UC San Diego School of Medicine und Research Health Science Specialist am Veterans Administration San Diego Healthcare System.

„Tatsächlich haben wir einen überraschend starken Nutzen einer intensiven körperlichen Rehabilitation festgestellt, wenn sie als tägliches Regime verabreicht wird, das das, was Menschen jetzt nach einer Querschnittlähmung erhalten, erheblich übersteigt.“

Der leitende Autor Mark H. Tuszynski, MD, PhD, Professor für Neurowissenschaften und Direktor des Translational Neuroscience Institute an der UC San Diego School of Medicine, und Kollegen haben lange daran gearbeitet, die komplexen Herausforderungen der Reparatur von SCIs und der Wiederherstellung der Funktion anzugehen.

Im Jahr 2020 berichteten sie beispielsweise über die beobachteten Vorteile neuraler Stammzelltransplantate bei Mäusen und im Jahr 2019 beschrieben sie 3D-gedruckte implantierbare Gerüste, die das Wachstum von Nervenzellen fördern würden.

Rückenmarksverletzungen bleiben eine weitgehend ungelöste medizinische Herausforderung. Nahezu 18.000 Menschen in den Vereinigten Staaten erleiden jedes Jahr Rückenmarksverletzungen, weitere 294.000 Personen leben mit einer Rückenmarksverletzung, die normalerweise mit einem gewissen Grad an dauerhafter Lähmung oder verminderter körperlicher Funktion wie Blasenkontrolle oder Atembeschwerden einhergeht.

Es besteht ein großer ungedeckter Bedarf zur Verbesserung regenerativer Therapien nach Rückenmarksverletzungen. Wir hoffen, dass unsere Ergebnisse den Weg zu einer neuen potenziellen Kombinationsbehandlung weisen, die aus neuralen Stammzelltransplantaten plus Rehabilitation besteht, eine Strategie, die wir hoffentlich in den nächsten zwei Jahren in klinische Studien am Menschen überführen werden.“

Mark H. Tuszynski, MD, PhD, Professor für Neurowissenschaften und Direktor, Translational Neuroscience Institute, UC San Diego School of Medicine

Zu den Co-Autoren gehören: Camila Marques De Freria, Lori Graham, Amanda N. Tran und Dena Yassin, alle an der UC San Diego; Ashley Villarta, Medizinisches Zentrum der Veteranenverwaltung, San Diego; J. Russell Huie und Adam R. Ferguson, UC San Francisco.

Die Finanzierung dieser Forschung kam teilweise von der Veterans Administration (Grant I01RX002264-01A2), dem Gordon Mansfield Consortium for Spinal Cord Injury Research (5I50RX001706-06), Wings for Life, der Craig H. Nielsen Foundation und der Adelson Biomedical Research Stiftung.

Quelle:

Universität von Kalifornien, San Diego

Referenz:

Lu, P., et al. (2022) Rehabilitation in Kombination mit neuralen Vorläuferzelltransplantaten ermöglicht eine funktionelle Wiederherstellung bei chronischer Rückenmarksverletzung. JCI-Einblick. doi.org/10.1172/jci.insight.158000.

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