Стимуляция регенерации поврежденного спинного мозга
В настоящее время раскрыты некоторые причины недостаточной регенерации спинного мозга млекопитающих. Среди них – слабые потенциальные способности аксонов к регенерации, а также клеточное окружение, тормозящее их рост.
Тормозящая роль рубца изучается давно. Предпринимались многочисленные попытки повлиять на проницаемость рубца путем введения трипсина, пирогенала, АКТГ, дезоксикортикостерона, хориогонина и т. д. Изучались возможности ориентации поперечных волокон рубца продольно к оси спинного мозга, используя внешнее магнитное поле. В настоящее время большое внимание уделяется составу межклеточного вещества спинного мозга и рубца – внеклеточному матриксу. Открыты тормозные свойства хондроитин-сульфатов – протеогликанов матрикса, которые препятствуют росту нервных волокон. С целью повышения проницаемости рубца пытаются использовать хондроитиназы и другие ферменты. Описаны молекулы межклеточного вещества рубца и связанные с ними гены, способствующие проникновению растущих нервных волокон.
Учитывая тормозные свойства глиально-соединительнотканного рубца, длительное время изучаются трансплантационные заместительные методики воздействия на область поврежденного спинного мозга. Еще в 1902 году Стюарт и Харт предприняли попытку сшивания концов разорванного спинного мозга. Описана имплантация спинного мозга собаки (Шёррс, 1905) и обработанного формалином спинного мозга человека (Вулси, Минклер, Резенд и Клемме, 1944) в промежуток между разобщенными культями спинного мозга.
В качестве трансплантата исследовались возможности многих биологических тканей: отрезки периферических нервов, васкуляризированный симпатический ганглий, амниотическая оболочка, эмбриональные ткани и клетки, стволовые клетки, клетки обонятельной оболочечной глии. Множество работ посвящено трансплантации шванновских клеток.
Интересными представляются опыты Olson L. и Cheng H. (1996 г.), которые белое вещество проксимального отрезка пересеченного спинного мозга крысы соединяли с серым веществом дистального отрезка в соматотопическом порядке (т. е. с учетом того, куда должны идти волокна, например, к руке или ноге) с помощью множества отрезков периферических нервов. Для стимуляции роста аксонов, кроме того, был использован фактор роста FGF-1. В этом опыте у некоторых животных были получены функциональные улучшения.
Торможение роста аксонов на протяжении спинного мозга связывают с особым клеточным окружением аксонов – олигодендроцитами. Обнаружено, что миелин центральной нервной системы содержит ряд тормозных протеинов и протеогликанов – NI-250 и MAG. Введение антител к этим молекулам в сочетании с нейротрофическими факторами позволило получить в опытах прорастание нервных волокон через область поврежденного спинного мозга и далее в неповрежденный мозг (42, 86, 106, 130). В своих опытах Kierstead H. S. предпринял попытку изменения клеточного окружения путем использования антител и комплимента для временного уничтожения олигодендроцитов в области травмы. После этого пересеченные аксоны были способны прорастать сквозь безмиелиновую зону, а коллатеральный спраутинг из неповрежденных волокон у взрослых крыс значительно усилился.
Обещающими являются опыты с обонятельной оболочечной глией. Эти клетки обнаружены в обонятельном тракте млекопитающих, в том числе у приматов. Они постоянно мигрируют в область обонятельных луковиц и обеспечивают прорастание и регулярное обновление обонятельных волокон. Введенная обонятельная глия способна мигрировать и увлекать растущие аксоны сквозь область повреждения спинного мозга, преодолевая тормозящее влияние миелина центральной нервной системы. Li Y., Ramon C. A., Plant G. W. использовали комбинацию обонятельной глии и шванновских клеток.
Кроме клеточных биологических материалов в качестве стимуляторов регенерации и роста аксонов изучают неклеточные материалы: полимерный гидрогель, полигликолевую кислоту, денатурированный куриный желток, карбониловые нити, коллаген, танталовые цилиндры, прокладки из миллипора.
Во всех указанных экспериментальных работах ученые получают спраутинг нервных волокон в различной степени, а в некоторых случаях отмечают улучшение проводимости по нервным волокнам или функциональные изменения в виде улучшения движений и чувствительности животных.
