Een volledige dwarslaesie resulteert in volledige verlamming van alle ledematen en spieren onder de plaats van het letsel. Maar nu hebben EPFL-wetenschappers een nieuwe gentherapie bij muizen aangetoond die de zenuwen kan regenereren en het loopvermogen kan herstellen.
Om een verouderde technologische term te gebruiken: het ruggenmerg is de informatiesnelweg van het lichaam. Berichten tussen de hersenen en de rest van het lichaam reizen met ongelooflijke snelheden door de dikke zenuwbundels. Daarom kan schade aan dit pad invaliderend zijn, waardoor de patiënt geen gevoel of beweging meer heeft in het getroffen gebied.
Het is niet verwonderlijk dat het vinden van nieuwe manieren om deze verwondingen te herstellen een belangrijk onderzoeksgebied is, waarbij recente onderzoeken enig succes hebben geboekt met behulp van implantaten die het beschadigde gebied omzeilen, zenuwceltransplantaties en eiwitten, moleculen of verbindingen die de zenuwregeneratie helpen stimuleren. Het EPFL-team heeft eerder geprobeerd gentherapie te gebruiken om zenuwvezels te regenereren, maar met beperkt succes.
"Vijf jaar geleden hebben we aangetoond dat zenuwvezels kunnen regenereren bij anatomisch intacte ruggenmergletsels", zegt Mark Anderson, senior auteur van de studie. "Maar we realiseerden ons ook dat dit niet genoeg was om de motorische functie te herstellen, omdat de nieuwe vezels er niet in slaagden zich op de juiste locatie aan de andere kant van de laesie te verbinden."
Om dit probleem aan te pakken, bestudeerden onderzoekers het natuurlijke herstelproces na gedeeltelijke schade aan het ruggenmerg. Met behulp van een techniek die single-cell nucleaire RNA-sequencing wordt genoemd, identificeerde het team de specifieke axonen die moeten worden gerepareerd om de motorische functie te herstellen, en hoe ze het juiste doelwit aan de andere kant van het letsel vinden.
Door hun analyse ontwikkelden onderzoekers een nieuwe gentherapie die neurale herverbinding op verschillende manieren tegelijk bevordert. De therapie activeert bepaalde neurongroeiprogramma's om belangrijke zenuwvezels te regenereren; reguleert bepaalde eiwitten die neuronen helpen groeien in beschadigd weefsel; en voegt moleculen toe die deze geregenereerde zenuwen naar hun doel aan de andere kant leiden.
Bij tests op muizen met volledige verwondingen aan het ruggenmerg ontdekte het team dat behandelde dieren binnen enkele maanden weer konden lopen, met een gang die vergelijkbaar was met die van muizen die herstelden van gedeeltelijke verwondingen.
Hoewel er nog veel werk moet worden verzet voordat deze therapie bij mensen kan worden gebruikt, is het volgens het team een cruciale stap op weg naar het uiteindelijke doel.
"We verwachten dat onze gentherapie synergetisch zal werken met andere procedures waarbij elektrische stimulatie van het ruggenmerg betrokken is", zegt Grégoire Courtine, senior auteur van het onderzoek. "Wij zijn van mening dat een complete oplossing voor de behandeling van ruggenmergletsel twee benaderingen vereist: gentherapie om de bijbehorende zenuwvezels opnieuw te laten groeien, en ruggenmergstimulatie om het vermogen van die zenuwvezels en het ruggenmerg onder het letsel om beweging te genereren te maximaliseren."
Het onderzoek werd gepubliceerd in het tijdschrift Science. Het onderzoeksteam beschrijft het werk in de onderstaande video.