Η έρευνα επί της αποκατάστασης του νωτιαίου μυελού έχει σημειώσει τεράστια πρόοδο τα τελευταία χρόνια. Η έρευνα αυτή τώρα ελπίζει στην ανάπλαση τεσσάρων εκατοστών του νωτιαίου μυελού ενός παράλυτου ατόμου. Αυτά τα τέσσερα εκατοστά θα μπορούσαν ενδεχομένως να βοηθήσουν ένα άτομο με σοβαρή παράλυση να αναπνεύσει χωρίς βοήθεια, ή να επανακτήσει τη χρήση των χεριών του.

Οι νευρώνες που σχηματίζουν τον νωτιαίο μυελό είναι ιδιαίτερα ευπαθείς σε τραυματισμούς, σε περίπτωση που οι σπόνδυλοι της σπονδυλικής στήλης υποστούν κάποιο σοβαρό σοκ ή σύγκρουση. Σε αντίθεση με άλλες νευρικές ίνες που υπάρχουν σε διάφορα σημεία του σώματος, οι συγκεκριμένοι νευρώνες δεν έχουν τη φυσική ικανότητα να μεγαλώσουν ξανά αν κοπούν ή καταστραφούν. Δηλαδή οι νευρώνες του νωτιαίου μυελού δεν αυτο-αποκαθίστανται.

Ένας αριθμός συμπληρωματικών ερευνών υπόσχονται πολλά για τη θεραπεία της κακώσεως νωτιαίου μυελού. Η Spinal Research αποκαλεί αυτές τις διαδρομές «Διαδρομές στο Μέλλον των 4 εκατοστών», και αυτές αποτελούν τη βάση της έρευνας που οδηγεί στις σχεδιασμένες κλινικές δοκιμές.

Ελαχιστοποιώντας την αρχική βλάβη – Νευροπροστασία

Οι περισσότερες κακώσεις νωτιαίου μυελού δεν κόβουν τον νωτιαίο μυελό πλήρως. Στις περισσότερες περιπτώσεις, μερικοί νευρώνες στην περιβάλλουσα περιοχή παραμένουν ανέπαφοι, τουλάχιστον αρχικά.

Ωστόσο, όταν οι νευρώνες στη σπονδυλική στήλη νεκρωθούν, στέλνουν σήματα που προκαλούν τους διπλανούς, μη τραυματισμένους νευρώνες να νεκρωθούν και εκείνοι. Έτσι, επεκτείνεται η κατεστραμμένη περιοχή και μπορεί ακόμα και να διπλασιαστεί στις πρώτες μόλις ώρες μετά την κάκωση. Αυτό επίσης προκαλεί τη συσσώρευση επουλωτικού ιστού στην περιοχή της κάκωσης. Οι επιστήμονες τώρα διερευνούν τρόπους μείωσης της δευτερογενούς βλάβης στο αρχικό στάδιο – αμέσως μετά τον τραυματισμό, έτσι ώστε να περιοριστεί η κλιμάκωση της βλάβης και των μακροπρόθεσμων συνεπειών της.

Εξουδετέρωση εμποδίων – Θεραπεία με chondroitinase

H Chondroitinase είναι ένα ένζυμο που μερικώς απομακρύνει τα ειδεμή αδιαπέραστα εμπόδια, που σχηματίζονται από τον επουλωτικό ιστό γύρω από την κάκωση του νωτιαίου μυελού, επιτρέποντας την εισχώρηση των αναγεννητικών νευρικών ινών.

Στους μήνες που έπονται της κάκωσης στο νωτιαίο μυελό, η απώλεια των νευρώνων συνοδεύεται από τον σχηματισμό επουλωτικού ιστού που σταδιακά γεμίζει την κατεστραμμένη περιοχή.

Ο επουλωτικός ιστός είναι μέγιστο εμπόδιο στην ανάπλαση διότι περιέχει μόρια που εμποδίζουν την ανάπτυξη των νευρώνων. Οι ερευνητές έχουν επιλύσει σημαντικό μέρος αυτών των εμποδίων. Συνεπώς, οι νευρώνες έχουν επεκταθεί και εξελιχθεί σε μη κατεστραμμένο ιστό, διαμέσου και πέρα από την κατεστραμμένη περιοχή.

Η ανάπτυξη των νευρώνων σε 4mm έχει μετρηθεί σε μοντέλα εργαστηρίων, συνοδευόμενη από αυξήσεις σε αίσθηση, συντονισμό μυών και βαδίσματος.

Πολεμώντας τα εμπόδια – Εξουδετερώνοντας τα Nogo

Αντισώματα έχουν αναπτυχθεί για να εξισορροπήσουν τις επιδράσεις των Nogo, μιας οικογένειας μορίων που εμποδίζουν την αναγέννηση των νευρικών ινών στον νωτιαίο μυελό.

Προλαμβάνοντας την αναχαίτιση της ανάπλασης

Σε ώριμα θηλαστικά, ο εγκέφαλος και ο νωτιαίος μυελός περιέχουν πολύ ισχυρούς ανασταλτικούς παράγοντες που εμποδίζουν την ανάπτυξη των νεύρων. Αυτοί οι παράγοντες είναι σχεδιασμένοι να διαδραματίζουν ένα προστατευτικό ρόλο, προστατεύοντας τα νεύρα από το να αναπτυχθούν μη κανονικά, μετά από τις κανονικές νευρωνικές συνδέσεις που έχουν ήδη αναπτυχθεί. Κατόπιν έρευνας, ωστόσο, αυτοί οι ίδιοι ανασταλτικοί παράγοντες εμποδίζουν τις διαδικασίες αποκατάστασης από την αρχή. Οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει ένα αντίσωμα το οποίο συνενώνεται με το Nogo και το ουδετεροποιεί, προτού αυτό αλληλεπιδράσει με τους νευρώνες. Εμποδίζονται έτσι οι ανασταλτικές επιδράσεις και αυξάνεται η ανάπλαση των νεύρων.

Αναπληρώνοντας το κενό – Μηχανική του ιστού

Πρόσφατα ανεπτυγμένα βιοσυμβατά υλικά μπορούν να σχηματίσουν μια γέφυρα κατά μήκος της κατεστραμμένης περιοχής και να παράσχουν το βέλτιστο περιβάλλον για την ανάπλαση των νευρικών ινών, τα αιμοφόρα αγγεία και την υποστήριξη του ιστού. Το “μπόλιασμα” ιστού βοηθά να γεμίσουν οι κοιλότητες, μέσα στον νωτιαίο μυελό, που έχουν δημιουργηθεί από την κάκωση.

Η προσέγγιση αυτή έχει σκοπό να γεφυρώσει το κενό ανάμεσα στα κατεστραμμένα άκρα των νευρώνων εκατέρωθεν της κάκωσης του νωτιαίου μυελού. Το επιτυγχάνει αυτό μεταμφυτεύοντας κανάλια τεχνητής καθοδήγησης στον νωτιαίο μυελό. Αυτά παρέχουν μια φυσική υποστήριξη ανάμεσα στους νευρώνες οι οποίοι μπορούν να αναγεννηθούν. Τα κανάλια καθοδήγησης κατευθύνουν την ανάπτυξη ανάμεσα στην κατεστραμμένη περιοχή και προστατεύουν τους νευρώνες από τον επουλωτικό ιστό, που αποτελεί εμπόδιο. Ενσωματώνοντας αυξητικούς παράγοντες στον νέο ιστό, μπορούμε να δώσουμε μεγαλύτερη ώθηση στην ανάπλαση των νευρώνων.

Υποβοηθώντας την αναγγένηση – Οσφρητικά glia

Τα οσφρητικά glia είναι ιδιαίτερα κύτταρα που υπάρχουν στο οσφρητικό σύστημα (υπεύθυνο για την αίσθηση της όσφρησης), όπου καθοδηγούν και προστατεύουν νεοσχηματισμένες νευρικές ίνες. Όταν μεταμφυτεύονται στον κατεστραμμένο νωτιαίο μυελό, βοηθούν την ανάπλαση των νευρικών ινών.

Στους ανθρώπους, τα νεύρα που μεταδίδουν την αίσθηση της όσφρησης από τη μύτη στον εγκέφαλο – σε αντίθεση με αυτά στον εγκέφαλο και στον νωτιαίο μυελό – αντικαθίστανται φυσιολογικά, κατά τη διάρκεια της ζωής. Επίσης, αναγεννιούνται μετά την κάκωση. Τα οσφρητικά νεύρα έχουν τη δυνατότητα να το κάνουν αυτό, γιατί περιβάλλονται από εξειδικευμένα κύτταρα, που ονομάζονται οσφρητικά glia, και τα οποία σχηματίζουν ένα προστατευτικό επίστρωμα από μυελίνη γύρω από τα νεύρα.

Τα οσφρητικά glia δεν συναντιούνται φυσιολογικά μέσα στον νωτιαίο μυελό. Εντούτοις, με χρηματοδότηση από την Spinal Research, εργαστηριακοί ερευνητές έχουν μεταμοσχεύσει οσφρητικά glia σε κακώσεις νωτιαίου μυελού. Τα αποτελέσματα επιβεβαίωσαν ότι τα glia έχουν μια αναγεννητική επίδραση στον κατεστραμμένο νωτιαίο μυελό.

Επιπρόσθετα, η μυελίνη είναι σημαντική για την ταχεία μετάδοση των νευρικών ερεθισμάτων. Μπορεί να εκφυλιστεί μετά την κάκωση νωτιαίου μυελού, με αποτέλεσμα οι μη κατεστραμμένοι νευρώνες να μην λειτουργούν πλέον ικανοποιητικά. Συνεπώς, η χρήση των οσφρητικών glia για την αποκατάσταση του επιστρώματος μυελίνης θα μπορούσε να ενισχύσει την απόδοση των νευρώνων που διατηρούνται ανέπαφοι μετά την κάκωση.

Ενδυνάμωση και καθοδήγηση – Νευροτροφικοί παράγοντες

Οι νευροτροφικοί παράγοντες (επίσης αποκαλούμενοι “αυξητικοί παράγοντες”) είναι μόρια που συμβάλλουν στην ενδυνάμωση και καθοδήγηση της ανάπτυξης των νευρικών ινών, ενθαρρύνοντας την ανάπλαση σε κατεστραμμένες περιοχές του νωτιαίου μυελού.

Επιστήμονες βρίσκουν τρόπους να αναπλάσουν τις κατεστραμμένες άκρες των νευρώνων και να σχηματίσουν νέες, οι οποίες θα αναπτυχθούν κατά μήκος της κατεστραμμένης περιοχής. Για να το πετύχουν αυτό, χρησιμοποιούν αυξητικούς παράγοντες.

Κατά τη διάρκεια της φυσιολογικής ανθρώπινης ανάπτυξης, οι αυξητικοί παράγοντες διαδραματίζουν ζωτικό ρόλο. Διεγείρουν τα κύτταρα που είναι προγραμματισμένα να σχηματίζουν νευρώνες στον νωτιαίο μυελό, προκαλώντας τη διαίρεση και την αύξησή τους. Επίσης, πολλοί αυξητικοί παράγοντες έλκουν τους νευρώνες που βρίσκονται υπό ανάπτυξη, σε περιοχές που περιέχουν την υψηλότερη συμπύκνωση τέτοιων παραγόντων, κατευθύνοντας έτσι τους νευρώνες στις σωστές περιοχές-στόχους.

Αντικαθιστώντας κατεστραμμένα κύτταρα – Εμβρυονικά κύτταρα

Τα εμβρυονικά κύτταρα έχουν τη δυνατότητα να εξελίσσονται σε οποιονδήποτε τύπο κυττάρου, μέσα στο σώμα. Στο μέλλον, τα εμβρυονικά κύτταρα μπορεί να χρησιμοποιηθούν για την αντικατάσταση των νευρώνων και των κυττάρων glial που πεθαίνουν μετά την κάκωση νωτιαίου μυελού.

Η ανθρώπινη ζωή ξεκινά ως ένα μονό κύτταρο που σχηματίζεται όταν το σπέρμα του πατέρα συγχωνεύεται με το ωάριο της μητέρας. Αυτό το αρχικό κύτταρο τότε διαιρείται για να σχηματίσει μια σφαίρα από κύτταρα: τα κύτταρα στην εξωτερική πλευρά της σφαίρας σχηματίζουν τον πλακούντα, δεδομένου ότι αυτά μέσα στη σφαίρα είναι εμβρυονικά κύτταρα. Όλα τα κύτταρα του σώματος, από τα κύτταρα του ήπατος μέχρι τους νευρώνες, προέρχονται από τη διαίρεση των εμβρυονικών κυττάρων.

Η επιστημονική έρευνα που ασχολείται με τη χρήση των εμβρυονικών κυττάρων, βρίσκεται ακόμη σε πρώιμο στάδιο. Προφανώς, προκύπτουν ηθικά ζητήματα για οποιαδήποτε έρευνα που σχετίζεται με κύτταρα που προέρχονται από έμβρυα, αλλά η έρευνα για θεραπευτικούς λόγους – όπως η ανάπτυξη θεραπειών για τις κακώσεις νωτιαίου μυελού – επιτρέπεται νόμιμα. Η χρήση κυττάρων από ενήλικες θα ξεπερνούσε τις όποιες ηθικές ανησυχίες, όμως η έρευνα επί των εμβρυονικών κυττάρων ενηλίκων είναι πολύ λιγότερο προηγμένη.

Τα εμβρυονικά κύτταρα ενέχουν μεγάλες δυνατότητες για τη θεραπεία της κάκωσης νωτιαίου μυελού. Επειδή έχουν τη δυνατότητα να εξελίσσονται σε οποιονδήποτε τύπο κυττάρου, θα μπορούσαν, αρχικά, να χρησιμοποιηθούν για να αντικαταστήσουν ολόκληρο τον κατεστραμμένο ιστό μέσα στον νωτιαίο μυελό. Ωστόσο, οι επιστήμονες δεν κατανοούν ακόμη πως να ελέγξουν τα εμβρυονικά κύτταρα και πώς να καθοδηγήσουν την εξέλιξή τους σε επιθυμητούς τύπους κυττάρων. Στο παρόν στάδιο, τα κύτταρα που μεταμοσχεύονται σε σπονδυλικές κακώσεις, αναπτύσσονται κυρίως σε κύτταρα επουλωτικού ιστού.

Η Spinal Research υποστηρίζει μελέτες εμβρυονικών κυττάρων. Δεν χρηματοδοτεί όμως άμεσα ερευνητικά προγράμματα επί αυτού του αντικειμένου, προς το παρόν, επειδή οι προτεραιότητές της βρίσκονται σε άλλες περιοχές, αλλά αναμένεται να το πράξει στο μέλλον.

www.spinal-research.org
Μετάφραση: Άννα Κουλικούρδη, Βιβλιοθηκονόμος-Αρχειονόμος,
akou@ait.edu.gr