Co mají buňky v nose s míchou společného?

Robin Franklin, Wellcome Trust-MRC Cambridge Stem Cell Institute, University of Cambridge

U savců je čichovým receptorem nažloutlá a bohatě prokrvená sliznice, v níž jsou uložena nervová zakončení. Při dýchání tyto buňky reagují na molekuly přítomných látek ve vzduchu. Povrch nosní sliznice člověka zabírá asi 4 cm²,  psi na tom jsou  až čtyřicetkrát lépe. Informace získané bipolárními neurony odvádí nerv (nervus olfactorius) do  mozku, kde teprve vzniká čichový vjem. Sliznice má tři základní typy buněk - olfaktorické neurony, podpůrné buňky (s funkcí podobnou jako mají buňky v mozku jimž se říká gliové) a bazální buňky z nichž se vyvíjejí podpůrné buňky a také nové neurony. Na rozdíl od neuronů v jiných koutech těla se neurony nosní sliznice rychle opotřebovávají. K jejich obměně dochází zhruba během jednoho až dvou měsíců. Nové vznikají z bazálních buněk čichového epitelu. Po svém zrození vyšlou svůj výběžek (axon), kterým se umí propojit s další buňkou.  V anglické literatuře se označují jak OEC buňky. Právě ty vědce zajímají nejvíce, využívají jejich schopnosti navazovat kontakt s dalšími neurony. Jejich odběr pro potřeby autotransplantace se provádí seškrábnutím stropu nosní dutiny. Před jejich aplikací do míchy se pochopitelně pročistí a zmnoží kultivací.

Informace z Cambridge

Zvětšit obrázek

Schema autotransplantace u člověka. 1) Místo poškození páteře a míchy. 2) Odběr buněk z nosní sliznice. 3) Transplantace buněk mukózy. (Kredit: Carlos Lima)

Angličané jistě vykonali hodně záslužné práce a komu čest tomu čest. Nicméně trošku skromnosti by profesoru Franklinovi neuškodilo. Prakticky totéž, jen bez velké pompy prováděli již dříve i jiní. Navíc je známo, že pokusy na psech a potkani nejsou zcela ideální. Z nějakého, nám dosud neznámého důvodu, u těchto zvířat je obnova míchy snadnější záležitostí, než u nás. Častěji u nich také dochází k spontánní regeneraci poškozené míchy. Případů psích lazarů, kteří sami začali chodit, je poměrně hodně. V Americe před časem přišli na to, že psům stačí i injekce v nichž žádné buňky nejsou. Psům, kterým se po maléru s páteří intravenózně podá  polyetylenglykol (PEG), mají lepší šanci na uzdravení. Šest týdnů po zákroku je prý schopno chodit 68 % psů, kterým se takové léčby dostane, zatímco u těch, kterým v krvi PEG  nekoluje to je pouze 24 %. Polyetylenglykol je přitom levnou záležitostí. Běžně se  používá například v kosmetickém průmyslu. V některých lécích je využíván jako laxativum. V případě jeho blahodárného působení na pochroumané neurony se soudí, že opravuje poškozenou buněčnou membránu. Měl by pomáhat buňkám zacelit díry v jejich povrchových obalech a přispívat tak k obnovení propojení neuronů. V případě úrazu míchy totiž dochází k porušení vnějších obalů buněk, přičemž se obnaží hydrofobní, "kyselé" vnitřní jádro membrány. Hydrofobní části porušené membrány nemají ve vodném prostředí moc šancí se znovu spojit protože všudypřítomná voda se začne valit dovnitř buňky a po čase to vede k jevu, který v mikroskopu připomíná „explozi“ buňky. Polymer PEG vodu miluje (je hydrofilní) a tak natáhne část přítomné vody na sebe, čímž okraje buněčné trhliny dostanou šanci se k sobě přiblížit. Konce mastných kyselin a lipidů v centrální části membrány se tak propojí a ohrožení bobtnáním buněk nedobrovolným nasáváním, je zažehnáno.

O další nadějné metodě nápravující potrhanou míchu se v literatuře píše jako o technice „PLA“, nebo „PLGA“. Používá se při ní  polymer kyseliny mléčné a nebo jeho modifikace - kopolymeru s kyselinou glykolovou. Průkopníkem tohoto způsobu léčby je Američan Evan Snyder z Burnham Institute v kalifornské La Jolla. Říká tomu polymerové lešení, které drží nervové kmenové buňky aby se nerozutekly dříve, než stačí v místě poranění nervové tkáně vytvořit funkční propojení se svými sousedkami. Takový most je prý schopen propojit  nervové pahýly vzdálené od sebe i více než milimetr. Materiál PLGA není chirurgům neznámý. V pevnější formě se používá k výrobě chirurgických vláken. Jejich stehy není třeba z ran odstraňovat, protože se v těle časem rozpustí.

Zvětšit obrázek

Buňky k transplantaci se berou ze sliznice v nosní dutině. Nad olfaktorickými neurony (OCB) jsou patrny výběžky dendritů, vespod bazální vrstva s pomocnými buňkami a pod nimi ještě níže jsou příčně říznuté svazky axonů. Ty zajišťují převod vzruchů navozených vůněmi do mozku. K transplantacím se používají jak OCB, tak kmenové a podpůrné buňky přítomné v bazální vrstvě. (Kredit: Elzaesser a kol., BMC Neuroscience 8)

Nejen v našem tisku se můžeme dočíst, že v Cambridge jsou první, kdo metodu aplikace buněk z nosní sliznice k léčbě poškozené míchy aplikovali. Ale tak tomu není. Předběhli je například němečtí kolegové a to již před třemi lety. Úspěšnou regeneraci poškozené míchy a periferních nervů publikoval tým Christine Radkeové. Rozdíl byl jen v tom, že plastičtí chirururgové z Hannoveru prováděli své pokusy na potkanech a ne na psech. Angličany předešli i Francouzi. Ti se na universitě v Rouen nezabývali míchou, ale periferními nervy. Nicolas Guérout dokázal, že lze hlodavcům přestříhnout a pak zase spojit nervy vedoucí k hlasivkám a že lze zvířatům vracet schopnost zvukově se projevit. Nápravu Francouzi také prováděli transplantací OEC buněk z nosní sliznice.
Výsledky transplantací buněk z nosu do míchy u lidí publikoval před třemi lety Evropan Carlos Lima. Dvacet takových případů popsal v  časopise Neurorehabilitation and Neural Repair. U všech jeho dobrovolníků došlo ke zlepšení pohyblivosti a v jednom případě, zcela nechodící pacient, po kůře s OEC buňkami dokonce nabyl schopnosti za pomoci podpůrných prostředků chodit.

  Angličané tedy jen okopírovali práce jiných. Novátorské na tom je jen to, že test provedli dvojitě slepým pokusem. A že tedy ani zákrok provádějící personál netušil, zda v injekcích aplikovaných psím pacientům do míchy je suspenze buněk z nosu, nebo jen „čistá“ voda.  Jejich pokus na psech je součástí širšího ověřování metody a cílem je zjistit bezpečnost těchto zákroků. Nyní by již mělo nastat ověřování metody na lidských dobrovolnících. 

Určitou vadou krásy toho, co v Evropě teprve ověřujeme, je fakt, že v Říši středu již delší dobu aplikují v praxi. V Pekingu léčbu pomocí OEC buněk provádí již jedenáct let(!). Transplantují tam buňky z nosní sliznice nejen pacientům s poškozenou míchou, ale i těm, kterým mozek poškodila mrtvička, nebo si poškození hlavy uhnali jinak.  Takových operací měli na svém kontě před dvěma roky více než tisícovku. Podrobilo se jí 928 mužů a 327 žen. Pacientů s přerušenou míchou z toho byla více než stovka.

Mezi evropsko-americkým přístupem k léčbě porušených nervových sítí a tím asijským, je malý rozdíl. Na východě se většinou neprovádí autotransplantace, tedy odběr a kultivace buněk z vlastního nosu. Tamní kliniky mají výhodu v tom, že se tak moc nehledí na práva potracených plodů a personálu nehrozí kriminál, pokud k léčbě použijí buňky z fétů. Tamní léčba se proto orientuje na co nejrychlejší aplikaci OEC buněk postiženým pacientům a k tomu jako zdroj fetálních OEC buněk slouží potracené plody. Tedy tkáně, které se v našich končinách po potratech a interupcích likvidují ve spalovnách. Z čínských zkušeností vyplývá, že při včasné léčbě touto metodou dochází ke zepšení stavu u více než 88 % pacientů. Komplikace se vyskytly u 6,74 %  případů. Bude zajímavé tyto údaje časem porovnat s výsledky k jakým dospěje tým z Cambridge.          

Prameny:
Researchers restore coordinated limb movement in dogs with severe spinal cord injury, Medical press http://medicalxpress.com/news/2012-11-limb-movement-dogs-severe-spinal.html

Nicolas Guérout.: Co-Transplantation of Olfactory Ensheathing Cells from Mucosa and Bulb Origin Enhances Functional Recovery after Peripheral Nerve Lesion, PLoS ONE.

Zhongguo Xiu Fu Chong Jian Wai Ke Za Zhi. 2009 Jan;23(1):14-20.
[Olfactory ensheathing cells transplantation for central nervous system diseases in 1,255 patients].

Huang H, Chen L, Xi H, Wang Q, Zhang J, Liu Y, Zhang F.: Olfactory ensheathing cells transplantation for central nervous system diseases in 1,255 patients.  2009 Jan;23(1):14-20
Beijing Hongtianji Neuroscience Academy. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19192871
Murrell, W. Et al.: Multipotent stem cells from adult olfactory mucosa. Eskitis Institute for Cell and Molecular Therapies, Griffith University, Brisbane