Безопасная трансплантация здоровых клеток в мозг могла бы помочь детям с генетическими болезнями, при которых страдает миелиновая оболочка нейронов. Среди этих заболеваний болезнь Пелицеуса-Мерцбахера, когда дети не могут сидеть и ходить, испытывают непроизвольные мышечные спазмы и частичный паралич рук и ног: все это обусловлено мутацией в генах, образующих миелин.

«Поскольку эти состояния инициируются мутацией, вызывающей дисфункцию в одном типе клеток, они представляют собой хорошую мишень для клеточной терапии, подразумевающей пересадку здоровых клеток», — говорит Петр Вальчек, доктор медицинских наук, доцент кафедры радиологии в Медицинской школе Университета Джона Хопкинса.

Однако препятствием к такому лечению является является иммунная система млекопитающих. Иммунная система работает на уничтожение, быстро идентифицируя чужеродные ткани, в том числе трансплантированные клетки. В принципе, иммунодепрессанты противостоят этому процессу, но делают пациентов уязвимыми для инфекций. Кроме того, на иммунодепрессантах придется сидеть всю жизнь.

В попытке остановить ненужный иммунный ответ без побочных эффектов, команда ученых из Университета Джона Хопкинса искала способы манипулировать Т-клетками. В частности, Вальчек и его команда сосредоточились на серии так называемых «ко-стимулирующих сигналов», которые контролируют активность Т-клеток.

«Эти сигналы используются для того, чтобы клетки иммунной системы не нападали на собственные здоровые ткани организма», — говорит Джеральд Брандачер, доктор медицинских наук, сотрудник Университета Джона Хопкинса и соавтор исследования.

Идея заключалась в том, чтобы использовать естественные склонности ко-стимулирующих сигналов для тренировки иммунной системы, чтобы в конечном итоге иммунитет признал трансплантированные клетки «своими» навсегда.

С этой целью ученые использовали два антитела, CTLA4-Ig и анти-CD154, которые не дают Т-клеткам начинать атаку при столкновении с чужеродными частицами путем связывания с поверхностью Т-клеток, по существу блокируя сигнал «фас». Эта комбинация ранее успешно использовалась для блокирования отторжения трансплантированных органов у животных, но еще не была протестирована в отношении трансплантации клеток, восстанавливающих миелиновую оболочку нейронов.

В одном из ключевых экспериментов Вальчек и его команда вводили в мышиный мозг защитные глиальные клетки, производящие миелин. Эти клетки были генетически спроектированы так, чтобы светиться, это обеспечило удобство наблюдения за ними.

Мыши были поделены на две группы: мыши, генетически лишенные глиальных клеток, и обычные мыши. Кроме глиальных клеток половине первой группы в течение 6 дней вводили антитела, блокирующие иммунный ответ.

Каждый день исследователи использовали специализированную камеру, которая искала светящиеся клетки и делала снимки мозга мыши, определяя относительное присутствие или отсутствие трансплантированных глиальных клеток. Клетки, трансплантированные контрольным мышам, которые не получали лечение антителами, сразу же начали отмирать, и их свет погас к 21 дню.

Мыши, получившие лечение антителами, поддерживали значительные уровни трансплантированных глиальных клеток в течение более 203 дней, показывая, что трансплантанты не уничтожались Т-клетками даже после прекращения ввода антител.

«Мы интерпретируем этот результат как успех в избирательной блокировке Т-клеток иммунной системы против уничтожения трансплантированных клеток», — говорит Шен Ли, доктор медицинских наук, ведущий автор исследования. 

Следующим шагом было выяснить, прижились ли трансплантированные глиальные клетки достаточно хорошо, чтобы делать то, что глиальные клетки обычно делают в мозге (создают миелиновую оболочку). С помощью МРТ исследователи увидели, что клетки обработанных животных действительно заняли свое место в мозге, а дальнейшие результаты подтвердили, что трансплантированные клетки приняли на себя необходимую функцию защиты нейронов.