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.
Нервные волокна: достаточно 10 %
Как любая биологическая система, спинной мозг обладает определенной избыточностью клеток. Известно, что для удовлетворительного функционирования спинного мозга достаточно до 10–15 % неповрежденных нервных волокон. Репаративные и пластические перестройки в поврежденном спинном мозге связаны с включением ранее молчащих синапсов, изменением соотношения нейромедиаторов, процессами спраутинга (ветвления аксона и дендритов – отростков нейрона) и формирования новых синапсов. Кроме того, в настоящее время в субэпендимарной зоне желудочков мозга и центрального канала спинного мозга открыты стволовые клетки, способные к делению, миграции и дифференцировке по нейрональному или глиальному типу.
Можно надеяться, что при подавлении процессов вторичного повреждения спинного мозга, и в частности апоптоза, на фоне репаративных перестроек в нервной системе, даже незначительный рост регенерирующих волокон может оказать значительное влияние на функционирование спинного мозга.
Оптимистические прогнозы медиков: прорыв неизбежен
В 2000 году эксперты Международного объединения спинальных исследований (International Spinal Research Trust) вновь суммировали и определили задачи исследований по проблеме травмы спинного мозга: предотвращение и уменьшение немедленных эффекторов травмы, таких как нейрональная гибель и образования рубца; минимизация подавляющих регенерацию свойств клеточного окружения ЦНС и усиление потенциала роста поврежденных нейронов; изучение механизмов направленного роста и функционального восстановления; оптимизация функций системы выживания клеток; определение условий, необходимых для внедрения опытных данных в клиническую практику; разработка репрезентативных моделей травмы спинного мозга лабораторных животных и чувствительных количественных методов оценки нейронального роста и функционального восстановления.
В настоящее время удалось получить прорастание поврежденных аксонов спинного мозга не далее 3 см у грызунов.
Достижения экспериментальной регенерации столь стремительны, что можно ожидать еще большего прогресса в получении массивного роста аксонов в ближайшие десятилетия. Уже имеющиеся результаты могут быть полезны для пациентов: рост аксонов на 3 см не является излечением, но у пациентов с повреждением шейного отдела спинного мозга снижение уровня неврологического дефицита на 2–3 сегмента может значительно изменить качество жизни: больной с повреждением на уровне С5 сегмента не способен к самообслуживанию, в то время как на уровне С7 – уже может самостоятельно передвигаться в коляске.