V posledních letech obrovsky vzrůstá zájem o možnost léčby některých závažných onemocnění nebo poranění pomocí kmenových buněk, jejichž „zázračné“ vlastnosti budí pozornost široké veřejnosti. Je otázkou, na jaká všechna onemocnění by tato léčba měla mít blahodárný vliv, a zda mezi tato onemocnění patří i neurodegenerativní choroby spojené s  poruchou paměti. O tom všem je dnešní článek.

Mezenchymální kmenové buňky (MSC) byly dlouho považovány za účinný nástroj pro regenerativní buněčnou terapii. MSC jsou snadno získatelné z tkáně zdravého dárce i pacienta a lze je in vitro používat k široké terapeutické škále bez výrazných etických problémů. MSC jsou rozsáhle zkoumány jako terapeutický nástroj v boji proti neurodegenerativním onemocněním jako jsou Alzheimerova choroba, Parkinsonova choroba, amyotrofická laterální skleróza, Huntingtonova choroba a roztroušená skleróza.

Neurodegenerativní onemocnění jsou chronická a akutní onemocnění, která postihují různé části centrálního nervového systému (CNS) a způsobují ztrátu nervových a gliových buněk v mozku a míše. Ztráta neuronů je hlavním patologickým důsledkem mnoha běžných neurologických poruch, včetně ischemie, traumatického poškození mozku a Alzheimerovy choroby. Alzheimerova choroba je nemoc s významnými klinickými a socioekonomickými dopady. Jde o běžné senilní onemocnění u lidí starších 65 let způsobující poškození charakterizované poklesem mentálních funkcí, včetně ztráty paměti a kognitivních funkcí, které negativně ovlivňuje kvalitu života pacientů.

Léčbě pomocí kmenových buněk byla věnována značná pozornost, nicméně zbývá zjistit, zda kmenové buňky mohou zlepšit i dysfunkci paměti, která je devastující součástí neurodegenerativních poruch. V souvislosti s neurodegenerativními chorobami jsou kmenové buňky sledovány pro jejich schopnost transdiferenciace do nervových buněk za specifických podmínek a jejich neuroprotektivní a imunomodulační efekty. Při transplantaci do mozku produkují kmenové buňky neurotrofní a růstové faktory, které ochraňují a indukují regeneraci poškozené tkáně. Kmenové buňky slouží jako potenciální terapeutický zdroj neuronů k nahrazení poškozených nebo ztracených buněk při různých neurologických onemocněních.

Studie využívající kmenové buňky naznačují příslib pro potenciální zlepšení paměti lidí, kteří trpí Alzheimerovou chorobou. Ke zjištění, zda by kmenové buňky mohly opravdu pomoci se zlepšením paměti, vědci využili jako pokusný model geneticky upravenou myš, které následně do mozku injikovali nervové kmenové buňky. Před transplantací lze vlastnosti kmenových buněk modifikovat metodami genetického inženýrství. Cílenými změnami v genetickém kódu mohou kmenové buňky získat nové vlastnosti, které zvýší jejich životaschopnost nebo urychlí jejich pohyb v hostitelském prostředí, a tím usnadní osídlování poškozených oblastí.

Z výsledků studie bylo patrné, že měsíc po obdržení kmenových buněk se myším výrazně zlepšila paměť. Vědci se domnívají, že kmenové buňky obsahují protein, který zlepšuje nervová spojení, což má za výsledek zlepšení kognitivních funkcí. Tento speciální protein vyvolává růst nových neuritů, což jsou dlouhé výběžky nervové buňky (neuronu). Tyto neurity vyrostly z tkáně, která již v mozku byla, a výrazně posílily spojení mezi mozkovými neurony. Když k potvrzení těchto výsledků vědci odstranili protein z nervových kmenových buněk, růst nových neuritů se zastavil.

Vědci se v této studii také pokusili injekčně podávat myším pouze protein. Ačkoli myši vykazovaly jisté zlepšení, nebylo tak veliké, jako když dostávaly přímo nervové kmenové buňky. Zdá se, že injekce nervových kmenových buněk představuje možnost delšího a pravidelnějšího přísunu tohoto důležitého proteinu.

V současnosti se vědci snaží těmto novým poznatkům porozumět. Zdá se, že plaky, které jsou pozorovány u pacientů s Alzheimerovou chorobou, nejsou klíčovou oblastí, na kterou je třeba se v případě demence zaměřit. Tou je především ztráta spojení mezi dvěma neurony. Toto tvrzení dává smysl tomu, co již víme o kmenových buňkách injikovaných do mozku. Tyto nervové kmenové buňky fungují jako pomocná ruka povzbuzující mozek k vytvoření nových synapsí. Kmenové buňky také pomohly opravit ty neurony, které byly poškozeny nemocí.

Vzhledem ke stále rostoucímu výskytu Alzheimerovy choroby je nezbytné hledat nové způsoby, jak snížit poškození mozku pacientů. S postupujícím výzkumem kmenových buněk doufáme, že budeme schopni v budoucnu léčit pomocí aplikace nervových kmenových buněk všechny, kteří to potřebují, včetně zvířat s poškozenou pamětí.

Zdroje:

BABAEI, Parvin; SOLTANI TEHRANI, Bahram; ALIZADEH, Arsalan. Transplanted bone marrow mesenchymal stem cells improve memory in rat models of Alzheimer’s disease. Stem Cells International, 2012, 2012.

BERDUGO-VEGA, Gabriel, et al. Increasing neurogenesis refines hippocampal activity rejuvenating navigational learning strategies and contextual memory throughout life. Nature Communications, 2020, 11.

LEE, Hyun Ju, et al. Human umbilical cord blood-derived mesenchymal stem cells improve neuropathology and cognitive impairment in an Alzheimer’s disease mouse model through modulation of neuroinflammation. Neurobiology of Aging, 2012, 33.3: 588-602.