NEURONICHE
Jak odbudować zdolność ruchową po urazie rdzenia kręgowego z wykorzystaniem niszy endogennych komórek macierzystych?
Tytuł projektu
Naprawa rdzenia kręgowego z wykorzystaniem niszy endogennych komórek macierzystych – NEURONICHE
Nazwa Beneficjenta/Beneficjentów
Partnerzy zagraniczni:
- University of Edinburgh – Wielka Brytania (koordynator)
- French National Institute of Health and Medical Research – Francja
- University Hospital Dresden – Niemcy
- DFG Centre for Regenerative Therapies Dresden – Niemcy
- Free University of Brussels (VUB) – Belgia
Partnerzy z Polski:
- Instytut Biologii Doświadczalnej im. Marcelego Nenckiego PAN
Nazwa programu
PROGRAMY MIĘDZYNARODOWE
Konkurs
Konkurs ERA-NET NEURON
Wartość projektu
1 091 150,00 zł
Wartość dofinansowania
1 091 150,00 zł
Okres realizacji projektu
1 czerwca 2017 r. – 31 grudnia 2020 r.
Poznaj nasz zespół
Zobacz efekt naszej pracy
Jaki problem rozwiązuje nasz projekt?
Przerwanie rdzenia kręgowego jest u ludzi nieodwracalne i oznacza niepełnosprawność. Czy kiedyś będzie możliwa odbudowa zdolności ruchowej po takim urazie? Badania nad wykorzystaniem niszy endogennych komórek macierzystych przybliżają nas do odpowiedzi na to pytanie.
Prace badawcze związane z poszukiwaniem strategii rehabilitacji po urazach rdzenia kręgowego zespół prof. Urszuli Sławińskiej z Instytutu Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN prowadzi od ponad dwudziestu lat. Jedną z koncepcji, które się pojawiły, jest dordzeniowa transplantacja komórek, które dostarczą neurotransmiterów, biorących udział w kontroli ruchu kończyn. Neurotransmiterami są m.in. monoaminy, takie jak serotonina i noradrenalina.
Mówiąc najprościej: chodzi o zaopatrzenie rdzenia kręgowego poniżej miejsca urazu (przerwania) w coś w rodzaju biologicznej pompy, która będzie zaopatrywała ten odcinek w substancje chemiczne (neurotransmitery) pomagające odzyskać kontrolę ruchu kończyn. Prowadziliśmy badania in vivo – na szczurach. Opublikowanych zostało wiele prac. Potrafimy wykazać, że mimo urazu, który całkowicie odciął mózg od części rdzenia poniżej urazu, można u zwierzęcia uruchomić rdzeń kręgowy jako generator prawidłowych ruchów kończyn.
Naukowcy konsekwentnie badali na modelu szczurzym, jakie to muszą być komórki, kiedy należy je transplantować, jak dalece unerwiają one struktury komórkowe organizmu „gospodarza” oraz jakie są mechanizmy odpowiedzialne za rehabilitację ruchu kończyn.
Teoria mówi, że struktury w rdzeniu kontrolujące lokomocję w „normalnym życiu” są pod kontrolą struktur mózgowych. Jeżeli przetniemy rdzeń, nie wszystkie struktury poniżej przecięcia obumierają – one tam nadal są. Należy zatem znaleźć sposób, by je uruchomić i wspomóc ich aktywność oraz „nauczyć je” poprawnego działania. Pokazaliśmy, że dostarczenie do rdzenia serotoniny daje taką właśnie szansę: sieć nerwowa rdzeniowa wspomagana serotoniną wydzielaną z komórek transplantu w odpowiednich miejscach dzięki odtworzonym połączeniom funkcjonalnym zaczyna lepiej działać.
Jednak od początku naszą idée fixe, trochę o charakterze science-fiction, była myśl, że być może kiedyś będzie można wykorzystać komórki macierzyste. Jakkolwiek nie zakładaliśmy, że wystarczy je tylko transplantować i czekać, aż zróżnicują się w takie, jakie akurat są potrzebne. Chcieliśmy mieć komórki macierzyste, które zróżnicujemy (przygotujemy) w hodowli sami i kiedy będą miały potrzebny właściwy fenotyp, zostaną transplantowane.
Okazja narodziła się wraz z grantem i zaproszeniem do badań dotyczących zjawiska zaobserwowanego w organizmie rybki danio. Otóż u tego często hodowanego w akwariach gatunku komórki serotoninowe pojawiają się same – regeneracja rdzenia następuje spontanicznie, następuje regeneracja włókien, pojawiają się neurony (neurogeneza). Oczywiście to, co „działa” u ryby – owa neurogeneza – nie działa u ssaków. Nasz projekt, realizowany w konsorcjum pięciu europejskich uczelni, ma po pierwsze określić mechanizmy prowadzące do owej neurogenezy, po drugie odpowiedzieć na pytanie, czy wiedza i doświadczenie zdobyte dzięki badaniom ryb mogą dostarczyć nam metod, które byłyby odpowiednie dla ssaków. To bardzo ważne pytanie, na które wciąż jeszcze nie znamy odpowiedzi. Prace trwają.
Kto korzysta/skorzysta z wyników projektu?
Wyniki naszych badań mogą być wykorzystane w przyszłości w celu opracowania metod pomocy ludziom cierpiącym po urazach rdzenia kręgowego, przywrócenia im sprawności. Oczywiście przed nami jeszcze długa droga. Transplantacje u ludzi bardzo często wiążą się z odrzutami. Pytanie, jak sprawić, by można było pobrać komórki od pacjenta, zróżnicować je i transplantować, nurtuje uczonych. To sprawa przyszłości, ale przewidywanie terminów jest bardzo trudne. Pojawiają się skomplikowane kwestie etyczne. Nie można przecież eksperymentować i przeprowadzać doświadczenia na ludziach w sytuacji, gdy badania mogą się skończyć dla nich różnie. Nie mając stuprocentowej pewności, nie możemy proponować lekarzom przeprowadzania podobnej terapii. Opracowanie skutecznej i bezpiecznej metody wymaga jeszcze czasu i ogromu pracy, która jest przed nami.