Η ανάπτυξη του εγκεφάλου καθορίζεται από μια πληθώρα μηνυμάτων που αφορούν στον σχηματισμό και την αλληλεπίδραση εκατοντάδων διαφορετικών τύπων νευρικών κυττάρων. Αν αυτά τα μηνύματα διαχωριστούν από άλλα «θορυβώδη», που αφορούν σε διάφορες εγκεφαλικές δραστηριότητες, και κατανοηθούν πλήρως, οι ερευνητές θα είναι πιο κοντά στην αποκατάσταση των βλαβών που προκαλούν οι διάφορες παθήσεις του κεντρικού νευρικού συστήματος, οι κακώσεις που οδηγούν σε παραλύσεις και τα τραύματα πολέμου.
Οι ερευνητές στην Ιατρική Σχολή του Χάρβαρντ και του Massachusetts General Hospital στη Βοστόνη, το πέτυχαν αυτό στα ποντίκια. Κατάφεραν, δηλαδή, να απομονώσουν συγκεκριμένους τύπους νευρικών κυττάρων, κι έπειτα να προσδιορίσουν τα γονίδια και τα μόρια εκείνα που είναι υπεύθυνα για την ανάπτυξή τους. Αυτό το επίτευγμα αποτελεί την αρχή της χρησιμοποίησης βλαστοκυττάρων του νευρικού συστήματος για την αποκατάσταση νευρικών κυττάρων που έχουν καταστραφεί λόγω μια κάκωσης στο νωτιαίο μυελό ή μια ασθένειας, όπως η πλάγια μυοτροφική σκλήρυνση { ή νόσος του Lou Gehrig}. Για παράδειγμα, κάποια γονίδια και μόρια μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να ενισχύσουν την επιβίωση των κινητικών νευρώνων του εγκεφάλου, ή να καθοδηγήσουν τα βλαστικά κύτταρα στην αντικατάσταση των μη λειτουργικών νευρικών κυττάρων.
Και οι δυο θεραπείες κάποια στιγμή μπορούν να βοηθήσουν τα ανάπηρα άτομα να περπατήσουν ξανά. Κάποιοι, όπως ο ηθοποιός Cristopher Reeve, που έπαθε τετραπληγία μετά από μια πτώση από ένα άλογο, θα μπορούσαν να κινήσουν τα άκρα τους. Ο αριθμός των ανθρώπων που θα βοηθηθούν αυξάνεται καθημερινά, καθώς αυξάνονται κι οι τραυματισμοί που προκαλούν παραλύσεις στα στρατεύματα και τους πολίτες του Ιράκ και του Αφγανιστάν.
«Μέχρι σήμερα, σχεδόν τίποτα δεν ήταν γνωστό σχετικά με το πώς συγκεκριμένοι τύποι εγκεφαλικών κυττάρων σχηματίζονται από τα βλαστικά κύτταρα», επισημαίνει ο Jeffrey Macklis, καθηγητής χειρουργικής στην Ιατρική Σχολή του Χάρβαρντ και του Massachusetts General Hospital. «Οι νέες αυτές προσεγγίσεις θεωρούνται από τους ειδικούς στον τομέα ανάπτυξης του εγκεφάλου, ως το εφαλτήριο μιας εντελώς διαφορετικής αντίληψης, κατά την οποία κάθε τύπος κυττάρου εξετάζεται ξεχωριστά. Το έχουμε κάνει αυτό ήδη σε τρεις διαφορετικούς και πολύ σημαντικούς τύπους κυττάρων, και συνεχίζουμε».
Η ομάδα του Macklis δούλεψε συγκεκριμένα με τα νεύρα που μεταφέρουν τα κινητικά μηνύματα από τον φλοιό του εγκεφάλου στον νωτιαίο μυελό. Αυτός κι η ομάδα του, απομόνωσαν αυτά τα νεύρα σε διάφορα στάδια ανάπτυξης, στα ποντίκια. Οι ερευνητές μελέτησαν επίσης δυο πολύ κοντινούς τύπους κυττάρων, με αποτέλεσμα να κατανοήσουν τα ακριβή στοιχεία που διαχωρίζουν τον ένα τύπο από τον άλλον. Έπειτα, βρήκαν τα ενεργά γονίδια σε αυτά τα κύτταρα, κατά τη διάρκεια της ανάπτυξής τους. Αυτό έγινε με τη βοήθεια ειδικών συσκευών, που ονομάζονται τσιπ γονίδιων ή microarrays, που μπορούν να μετρήσουν τη λειτουργία εκατοντάδων γονίδιων ταυτόχρονα.
Το αποτέλεσμα βοήθησε τους ερευνητές να προσδιορίσουν τα συγκεκριμένα γονίδια που είναι σημαντικά για την εξέλιξη του εγκεφάλου με τον νωτιαίο μυελό. Η ομάδα του Macklis αποτελείτο από την Paola Arlotta μια καθηγήτρια χειρουργικής και τον Bradley Molineaux, έναν τελειόφοιτο σπουδαστή στο Κέντρο για την Αποκατάσταση του Νευρικού Συστήματος της Ιατρικής Σχολής του Χάρβαρντ και του Massachusettes General Hospital.
Η Γένεση Νέων Νευρικών Κυττάρων
Υπάρχουν τόσα πολλά είδη νευρικών κυττάρων και γονίδιων που σχετίζονται με την κινητικότητα του σώματος, ώστε οι ερευνητές θα πρέπει να είναι πολύ σίγουροι ότι οι δίαυλοι που έχουν ανακαλύψει είναι αυτοί που ελέγχουν τις συνδέσεις μεταξύ του εγκεφάλου και του νωτιαίου μυελού. Για να το επιτύχουν αυτό, χρησιμοποίησαν γενετικά μεταλλαγμένα ποντίκια, στα οποία τα σημαντικά αυτά γονίδια είχαν αφαιρεθεί ή αδρανοποιηθεί. Αυτό είχε σαν αποτέλεσμα την ολοκληρωτική διακοπή της σύνδεσης μεταξύ του εγκεφάλου και του νωτιαίου μυελού, που είναι απαραίτητες για τον έλεγχο της φυσιολογικής κινητικότητας από τον εγκέφαλο. Δεν υπήρχε πλέον καμία αμφιβολία. Τα γονίδια που έλειπαν ήταν υπεύθυνα για τον έλεγχο της ανάπτυξης και σύνδεσης των νευρικών κυττάρων που μεταφέρουν τα απαραίτητα ερεθίσματα για τη δουλειά αυτή. Έτσι τα ερεθίσματα διασκορπούνταν σε όλα τα είδη νευρικών κυττάρων του εγκεφάλου.
Αυτά λοιπόν τα εγκεφαλικά κύτταρα κι οι συνδέσεις τους είναι πολύ σημαντικά στους ανθρώπους, διότι αποτελούν έναν από τους δυο τύπους κυττάρων που εκφυλίζονται σε διάφορες προοδευτικές νόσους, όπως η νόσος του Lou Gehrig. Η νόσος αυτή προκαλεί αδυναμία και καταστροφή των μυών. Τα άτομα που πάσχουν από αυτήν συνήθως πεθαίνουν, διότι η νόσος εκφυλίζει τελικά τους μυς που είναι υπεύθυνοι για την αναπνοή και την κατάποση. Ακόμα δεν έχει βρεθεί θεραπεία.
Καθώς η νόσος του Lou Gehrig προκαλεί τον θάνατο των συγκεκριμένων εγκεφαλικών κυττάρων με τα οποία η ομάδα του Macklis έχει ασχοληθεί, ο ίδιος μας λέει: « Υπάρχει ένας σημαντικός λόγος που μας κάνει να σκεφτόμαστε ότι τα κύτταρα αυτά πρέπει να προστατευτούν ή να αποκατασταθούν, αν βρούμε το τί συμβαίνει ή αν μπορέσουμε να αναγεννήσουμε κύτταρα από βλαστοκύτταρα ενηλίκων που υπάρχουν ήδη στον εγκέφαλο».
Οι έρευνες σε ζώα στο εργαστήριο, από την ομάδα του Macklis, έχουν δώσει τις απαραίτητες ενδείξεις ότι τα κατεστραμμένα εγκεφαλικά κύτταρα, που προκαλούν την νόσο του Lou Gehrig κι άλλες εκφυλιστικές νόσους ή τραυματισμούς, μπορούν να αντικατασταθούν από ειδικά επεξεργασμένα βλαστικά κύτταρα. «Ελπίζουμε ότι τα μη εξειδικευμένα βλαστικά κύτταρα που υπάρχουν στον εγκέφαλο, μας δίνουν τη δυνατότητα να τα μετατρέψουμε με τον σωστό συνδυασμό αναπτυξιακών παραγόντων και μορίων, σε κύτταρα που επιθυμούμε», λέει ο Macklis.
Αυτό μπορεί να γίνει με την καλλιέργεια των συγκεκριμένων ειδών νευρικού κυττάρου, και να τα μεταμοσχεύσουμε εν συνεχεία στους ασθενείς. Ο Macklis πιστεύει ότι η αντικατάσταση μπορεί να γίνει «με τη χρησιμοποίηση βλαστικών κυττάρων, που υπάρχουν στον εγκέφαλο των ενηλίκων». Αν κάτι τέτοιο αληθεύει, η τεχνική αυτή θα μπορέσει να κατευνάσει τις επικρίσεις που συνοδεύουν την εκμετάλλευση ανθρώπινων εμβρύων για τη συλλογή βλαστικών κυττάρων.
Ο Macklis, που είναι υπεύθυνος του προγράμματος νευρολογίας του Harvard Stem Cell Institute, είναι πρωτοπόρος στη νέα αυτή μέθοδο αναγέννησης των νευρικών κυττάρων. Τα τελευταία αποτελέσματα των ερευνών του, που κράτησαν 4 χρόνια, αποκάλυψαν την ύπαρξη μορίων και γονίδιων που ήταν άγνωστα έως τώρα. Η έρευνα υποστηρίχθηκε από την Cristopher Reeve Paralysis Foundation, την ALS Association, το National Institutes of Health και άλλους.
«Έχουμε καθορίσει τις βάσεις για τη μελέτη που θα μας οδηγήσει στην αντικατάσταση συγκεκριμένων νευρικών κυττάρων στους ανθρώπους», μας λέει. «Αλλά έχουμε ακόμα πολύ δρόμο μπροστά μας».
Το άρθρο αυτό είναι απόσπασμα από ειδήσεις που εκδίδει το Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ.
Μετάφραση: Πάνος Ζουρνατζίδης, Εργοθεραπευτής,
allejestem@hotmail.com