Většinou běhají v kanálech a střet s nimi člověk nevyhledává. Teď ale zásadně pomohli s výzkumem českých vědců, který by časem mohl vést až k tomu, že by pacientům s poraněním míchy pomohl vrátit pohyb. Zatím jde o výzkum základní, i tak je to ale mimořádný úspěch.

V Centru rekonstrukčních neurověd Ústavu experimentální medicíny Akademie věd ČR se vědci zaměřili na poškozená nervová vlákna v míše. Ta se pokusili obnovit genovou terapií a mají za sebou úspěšné pokusy na laboratorních zvířatech. Svou prací navázali na projekt, který začal na univerzitě v Cambridge, kde se zkoumala úloha mezibuněčné hmoty v mozku.

„Pomocí genové terapie jsme zregenerovali nervová vlákna v poraněné míše tak, že byla schopná růst okolo místa poranění dál do mozku na velkou vzdálenost. Nervová vlákna vedoucí cit z končetin do mozku urazila čtyři až pět centimetrů, což odpovídá velikosti míšní léze nebo míšního poranění u člověka,“ vysvětluje vedoucí projektu Pavla Jendelová. Většina neuronů má jedno dlouhé nervové vlákno neboli axon. Ten vede elektrický signál z mozku přes míchu do těla nebo obráceně, kdy přenáší informace ze smyslových orgánů do mozku. „V principu funguje jako kabel,“ říká vědkyně.

Se svými kolegy se zaměřila na situace, kdy dojde k pohmoždění míchy. Ať už kostním úlomkem, nebo proto, že ji zatlačí nádor. Její celistvost zůstává zachovaná, problém je právě v tom, že jsou v míšní tkáni poraněná ona nervová vlákna, které vedou potřebné signály do mozku. Pokud k něčemu takovému dojde, končetiny ztrácí citlivost a nakonec ochabují i svaly.

Vědci do poraněných neuronů vložili takové geny, které umožňují komunikaci mezi neurony a mezibuněčnou hmotou. A právě to vedlo k obnově a růstu axonů. Díky tomu se potkanům vrátila citlivost zadních končetin, a to téměř až na úroveň před poraněním. „Potkani po našem zákroku chodili, končetiny jim fungovaly, jen v nich ztratili cit. Pravidelně jsme jim prováděli různé testy, zda končetiny cítí. Cit se začal vracet asi šest týdnů po operaci. Na konci experimentu jsme otestovali, jestli je tkáň propojená. A na úplný závěr jsme míšní tkáň histologicky zpracovali a spočítali regenerující axony,“ líčí Jendelová.

Vědci na projektu pracovali asi šest let. Nejdřív museli optimalizovat metodiku a na pilotních experimentech ověřovali, že jejich metoda funguje. Naostro, jak říká sama Jendelová, odstartoval výzkum asi po třech letech. Genovou terapii, kterou v Centru rekonstrukčních neurověd použili, se přitom běžně opravuje gen s cílem léčit dědičnou genetickou poruchu. Teď se ale nic takového nedělo, protože před poraněním byly neurony potkanů zdravé a funkční.

Zatímco teď se vědcům podařilo obnovit cit v končetinách, do budoucna by chtěli něco podobného udělat také s motorikou. „Nervová vlákna ovládající motoriku a pohyb se takto zatím léčit nedají, protože neurony neumí dopravit molekuly potřebné pro růst do poškozeného axonu. V případě motorických drah ale zkoušíme jinou strategii. Tam jsme neuronům opět pomocí virového vektoru aplikovali gen podporující lokální migraci růstového kužele, který je na konci vlákna. Tvorba příslušného enzymu v poškozených neuronech umožnila regeneraci motorických neuronů v míšním poranění a léčeným potkanům se zlepšila motorika předních končetin,“ popisuje vedoucí výzkumu. Nutno dodat, že potkani nikdy nebyli úplně znehybnění, vědci jim záměrně poranění nedělají tak velké.

Foto: AV ČR

Vedoucí projektu Pavla Jendelová z Centra rekonstrukčních neurověd AV ČR

V Centru rekonstrukčních neurověd změřili elektrické signály, což prokázalo propojení nervových vláken i pod místem poranění. Regenerace však nebyla tak robustní jako v případě citlivosti. Jendelová proto říká, že je stále co vylepšovat. „Jde o základní výzkum, doufáme ale, že jednou by metoda mohla vrátit cit pacientům po poranění míchy a třeba jim jednou pomoci i s pohybem,“ uvedla.

Vědci se nyní zaměří na motoriku

Výzkumníkům se podařilo zjistit také nové informace o mezibuněčné hmotě. „Ta byla až doteď považovaná za výplň mezi nervovými buňkami, přitom víme, že má poměrně velkou roli v prenatálním vývoji,“ popisuje vedoucí projektu. Nyní se ukázalo, že mezibuněčná hmota má vliv na růst a organizaci nervového systému. U hlodavců s míšním poraněním se podařilo pomocí léků zvýšit takzvanou neuroplasticitu, tedy schopnost mozku vyvíjet se a přizpůsobovat učení a přijímání informací. Testovali také novou látku, která neuroplasticitu povzbuzuje. I to by mohlo mít na poraněnou míchu vliv.

Výzkum by měl i nadále pokračovat. V pracovišti Akademie věd nyní budou pracovat na regeneraci motorických vláken. „Chtěli bychom také vrátit citlivost do oblasti močového měchýře a genitálií nebo optimalizovat způsob dlouhodobé manipulace neuroplasticity po míšních poranění. Výzev je dost,“ říká Jendelová. John Fawcett, který se podílel na výzkumu na univerzitě v Cambridge, také jednal s univerzitou v americkém San Diegu, zda by nechtěli metodu genové manipulace smyslových neuronů vyzkoušet na opicích.