研究人员已在小鼠中开发了一种策略,通过利用特别工程化的免疫细胞来减轻脊髓损伤造成的危害。接受治疗的小鼠在受伤后的恢复情况更好,表明这一方向对未来针对人类的治疗具有希望。
严重的脊髓损伤破坏神经细胞,干扰大脑与身体之间的沟通,并可能导致全球数百万人持续残疾。损伤本身仅对脊髓所受的整体损害贡献了很小一部分,脊髓从脑干延伸到下背部。大部分损害源自在损伤部位启动的后续退行性过程。
尽管有很多正在进行的研究旨在修复受损的组织,但位于圣路易斯华盛顿大学医学院的科学家们选择专注于开发小鼠的免疫疗法,以减少创伤性脊髓损伤造成的损害。他们的研究表明,这种免疫疗法可以保护损伤部位的神经元,免受免疫细胞的伤害。
这项研究于9月4日发表在《自然》杂志上,表明接受免疫疗法的小鼠取得了成功,并提出了一种新的方法,可以增强脊髓损伤患者的恢复结果。
“传统上,中枢神经系统中的免疫细胞被认为是负面的,因为它们对大脑和脊髓可能造成的伤害,”高级作者乔纳森·基普尼斯博士表示,他是华盛顿大学医学院病理学与免疫学的阿伦·A·沃尔夫与艾迪斯·L·沃尔夫杰出教授,也是BJC研究员。“然而,我们的研究结果表明,我们可以利用免疫细胞的神经保护能力,同时管理它们的有害影响,以帮助治疗中枢神经系统损伤。”
在神经系统受伤后,免疫细胞迅速到达现场。这包括各种激活的T细胞,这是一种免疫细胞,可能会对周围的神经元造成伤害或提供帮助。研究的首席作者、病理学与免疫学系的博士后研究员高文青检查了受伤小鼠脊髓中的T细胞,并进行了基因分析以识别它们的类型。她的目标是区分有害和有益的T细胞,并复制有益的种类来治疗受伤的小鼠。
然而,她遇到了一个挑战。激活的保护性T细胞如果持续激活,可能错误攻击附近的健康组织,潜在导致自身免疫疾病。为了提高治疗的安全性,高文青对T细胞进行了改造,使其在几天后失活。
接受这些改造T细胞的小鼠与未接受治疗的小鼠相比,运动能力更好。当T细胞在受伤后一周内注入时,观察到的改善最为显著,且接受免疫疗法的小鼠没有经历有害的自身免疫反应。
“目前,对中枢神经系统的创伤性损伤没有有效的治疗方法,”高文青说。“我们通过利用渗透到损伤部位的保护性免疫细胞来创造这种免疫疗法,从而显著改善了小鼠的活动能力。”
与脊髓外科医生、华盛顿大学医学院亨利·G·和艾迪斯·R·施瓦茨神经外科教授威尔逊·扎克瑞·雷博士合作,研究人员在一周内每天监测脊髓损伤患者脑脊液中的T细胞。他们检测到T细胞数量显著增加,这表明可以从这些患者中扩展保护性T细胞,以开发免疫疗法。
“我们的下一个目标是设置临床试验,以评估这种疗法在这样的受伤人群中的有效性,并希望将这项研究扩展到包括像肌萎缩侧索硬化症(ALS)、阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病,”高文青提到。
此外,基普尼斯还表示:“尽管神经退行性疾病的初始原因各不相同,但随后神经元的死亡可能由类似机制驱动,这为我们调整工程化细胞以治疗神经退行性疾病创造了机会。”
该研究得到了华盛顿大学BJC研究员计划的支持。