Восстановление функций спинного мозга
Повреждения и нарастающие сдавления спинного мозга, в зависимости от уровня локализации патологии, вызывают парезы и параличи движений, нарушения функций органов таза, регуляции дыхания.
Естественной регенерации поврежденного спинного мозга у высших млекопитающих не происходит, хотя некоторые клиницисты считают, что регенерация могла бы развиться, но ей мешают рубцовые изменения в месте травмы.
Оказалось, что трансплантация в место повреждения спинного мозга эмбриональной нервной ткани препятствует образованию рубца.
Пересадка в место повреждения спинного мозга симпатического ганглия с сохранением его межганглионарных связей показала, что вокруг трансплантата усиливается регенерация интраспинальных волокон, возрастает дифференцировка синапсов, улучшается васкуляризация поврежденного сегмента, ограничивается образование рубцовой ткани. Однако полного восстановления нарушенных функций не происходит.
Исследования возможности восстановления спинного мозга методом трансплантации эмбриональной ткани свидетельствуют, что наиболее успешно восстановление функции поврежденного спинного мозга происходит при пересадке в него эмбриональной ткани голубого пятна или других холинергических структур. Как правило, такие трансплантаты без рубцов сливались с тканью реципиента, аксоны их нейронов внедрялись в ткани хозяина, нейроны спинного мозга прорастали в трансплантат своими аксонами.
Трансплантаты самых различных участков головного мозга эмбрионов на спинной мозг крыс или в область рассеченного спинного мозга хорошо приживаются, аксоны их клеток прорастают в спинной мозг. Трансплантат заполняет область дефекта спинного мозга и служит местом для роста через него перерезанных проводников спинного мозга. Такой подход лечения повреждений спинного мозга в настоящее время является единственно обнадеживающим.
Восстановление способности к обучению
Повреждение гиппокампа у животных вызывает нарушения краткосрочной памяти, двигательную гиперактивность.
В гиппокампе заканчиваются холинергические волокна из септума, голубого пятна, шва моста. Повреждение этих входов в гиппокамп нарушает поступление в него ацетилхолина, серотонина, это приводит к ослаблению или полной утрате способности к обучению ориентировочному поведению в лабиринте.
Пересадка эмбриональной ткани септума в гиппокамп с поврежденными холинергическими входами приводила к тому, что способность к обучению восстанавливалась, двигательная гиперактивность уменьшалась.
Особенно хорошо восстанавливалась двигательная активность после пересадки в гиппокамп эмбрионального голубого пятна. Вживление эмбрионального септума старым животным с затруднениями условнорефлекторного обучения улучшало у них способность к обучению.
В экспериментах с введением нейротоксина в неокортекс, снижающего уровень норадреналина и исследовательской активности животных, трансплантация таким животным эмбриональной ткани голубого пятна повышала уровень норадреналина и восстанавливала поведенческие реакции.
Вживление эмбриональной ткани лобно-теменной области животным с поврежденными затылочными областями мозга компенсировало у них зрительную функцию, однако трансплантация таким животным эмбриональной затылочной коры не восстанавливала зрения. В случаях повреждения лобной коры возникают грубые изменения познавательной способности. Пересадка таким животным эмбриональной ткани лобной области мозга восстанавливала познавательную способность. При этом между тканями трансплантата и мозгом реципиента устанавливались прямые связи.
Восстановление генных нарушений функций нервной системы при трансплантации эмбриональной ткани
Трансплантация эмбриональной нервной ткани в .мозг животных с наследственно обусловленными изменениями различных функций позволяет восстанавливать нормальное функционирование мозга.
Пересадка глаз безглазым мутантам аксолотля приводила к формированию нормальных морфологических взаимоотношений между сетчаткой глаза и покрышкой среднего мозга. У нормальных аксолотлей сетчатка глаза проецирует свои волокна только в контралатеральную крышу мозга.
Трансплантация глаза мутанту приводила к установлению ретино-тектальных связей как с контра-, так и ипсилатеральным тектумом.
Зрение в этих случаях восстанавливалось достаточно полно. Вызванная активность при стимуляции светом пересаженного глаза регистрировалась как в ипси-, так и в контралатеральной крыше мозга. Такие животные точно определяли место пищи, направленно двигались в сторону приманки, ориентировались относительно окружающих предметов. Пересадка глаза восстанавливала зрительно-окулярные рефлексы.
Пересадка глаз эмбрионов крыс в латеральное коленчатое тело или лобную область мозга крыс, лишенных глаз, восстанавливала у таких животных реакции на световое раздражение.
Пересадка тектума эмбрионов в область верхних холмов новорожденных крыс приводила к установлению синаптических контактов от затылочной коры к трансплантату.
В некоторых случаях у людей наблюдается генетически обусловленное отсутствие вазопрессиновых нейронов паравентрикулярного и супраоптического ядер гипоталамуса, что сопровождается несахарным диабетом. В этом случае экспрессия генов может быть осуществлена методом трансплантации нормальных вазопрессиновых нейронов гипоталамуса в область 3 желудочка мозга. Трансплантаты после вживления начинали секретировать вазопрессин, снижали потребление воды, исчезало мочеизнурение, т.е. симптомы несахарного диабета проходили.
Морфологический анализ демонстрировал, что катехоламиновые аксоны трансплантированных нейронов врастали в гипоталамо-гипофизарную систему мозга реципиента.
В норме половое поведение у млекопитающих в онтогенезе развивается с участием регуляторной функции преоптической структуры мозга.
У мутантных мышей с явлениями гипогонадизма, недоразвитием мужских или женских гонад развивается бесплодие.
Трансплантация специфических участков эмбриональной ткани гипоталамуса, продуцирующей гонадотропин, высвобождающий гормон, приводила к тому, что у животных с недостаточностью половой функции восстанавливалось нормальное половое поведение.
Наследственно обусловленная болезнь Альцгеймера сопровождается симптомами диффузного повреждения нейронов коры, особенно лобной и теменной областей, повреждениями ядер стриопаллидарной системы. С возрастом у таких больных резко ухудшаются память, двигательная и познавательная функции, развивается слабоумие.
Данное заболевание характеризуется тем, что в ядре Мейнерта отмечается гибель 60-90% нейронов. Эти нейроны передают ацетилхолин к нейронам коры мозга.
Пересадка в область ядра Мейнерта таким больным холинергических нейронов восстанавливала память, поведение становилось адекватным.
Таким образом, результаты экспериментов и клинические данные позволяют считать, что трансплантация нервной ткани обеспечивает компенсацию утрачиваемой функции путем активации самой структуры как реципиента, так и трансплантата.
Ряд фактов, накопленных к настоящему времени, свидетельствует о том, что успешно приживается у реципиента только эмбриональная, еще недифференцированная нервная ткань. Трансплантат может сохраняться в замороженном виде достаточно долгое время, что позволяет создавать банк тканей для пересадки.
Два фактора являются решающими при трансплантации. Первый из них заключается в том, что центральная нервная система защищена от иммунной системы организма. Второй фактор — отсутствие антигенных свойств эмбриональной ткани.
Благодаря этим факторам пересаженная нервная ткань дифференцируется, вступает в тесную морфологическую и функциональную связь с нервной тканью реципиента, продуцирует нейросекрет, генерирует потенциалы действия. Из пересаженной нервной ткани формируются нервные клетки и структуры, соответственно их происхождению. Это очень важный момент, так как при дефиците, например, гипофизарной или гиппокампальной структуры необходимо, чтобы пересаженные ткани гипофиза, гиппокампа выполняли именно свою функцию.