Введение чужих стволовых клеток в спинной мозг при БАС назвали безопасным

Американские врачи испытали технологию трансплантации чужеродных клеток-предшественников нервной ткани в спинной мозг больных боковым амиотрофическим склерозом. Наблюдение за 18 больными в течение года показало, что технология не вызывает серьезных побочных эффектов, но и не повышает силу мышц. Из-за естественного течения заболевания 14 пациентов скончались в течение 3,5 лет после начала исследования. Из 13 доступных ученым посмертных образцов спинного мозга лишь в двух случаях трансплантат оказался в передних рогах — участке спинного мозга, в который клетки должны были попасть по замыслу медиков. В предварительных экспериментах на мышах, в которых клетки были доставлены в нужный участок спинного мозга, трансплантация клеток повысила выживаемость двигательных нейронов. Статья опубликована в Nature Medicine.

Боковой амиотрофический склероз (БАС) — редкое и смертельное заболевание, при котором в коре полушарий головного мозга и в передних рогах спинного мозга отмирают нейроны, отвечающие за движение. Как правило, болезнь ведет к смерти пациентов в течение пяти лет от начала симптомов, и виной тому паралич дыхательных мышц. БАС в последние годы на слуху: именно им болел Стивен Хокинг (редчайший пример спонтанной стабилизации болезни — он прожил с БАС более полувека) и именно на исследование этой болезни собирали деньги в рамках Ice bucket challenge.

Изучение генетической подоплеки заболевания позволило предложить генную терапию БАС (подробно проблема разобрана в нашем материале «Ключ от гробницы»). Хотя и известен локус, с мутациями в котором связан чуть ли не каждый пятый случай болезни, БАС все же является полигенным заболеванием. Следовательно, невозможно вылечить всех больных, избирательно блокируя лишь один неправильно работающий ген.

Генетики предложили менее специфический вариант защиты нейронов ЦНС, основанный на терапии стволовыми клетками. Вне зависимости от генетической подоплеки центральное место в патогенезе БАС занимает гибель глиальных клеток и нейронов. Функция астроцитов при БАС тесно связана с течением болезни. Если «научить» стволовую клетку вырабатывать нужные для лечения БАС молекулы и вживить ее в ЦНС, то можно соединить адресность доставки лекарства и механизм действия, который позволит обходить полиэтилогическую природу заболевания.

Ранее проведенные исследования показали, что попытка доставить в ЦНС клетки-предшественники нервной ткани простой инъекцией под твердую мозговую оболочку безопасна, но неэффективна. Пересадка собственных трансдифференцированных клеток сложна, поскольку требует создания терапии под каждого конкретного человека (к тому же, одна такая технология лечения показала свою неэффективность в исследовании третьей фазы). Есть альтернатива в виде использования гетерологичных (донорских) клеток, но она менее изучена.

Врачи и биологи под руководством Роберта Бало (Robert H. Baloh) из Седарс-Синайского медицинского центра в Лос-Анджелесе в сотрудничестве с несколькими университетами и медицинскими центрами США предложили способ лечения БАС, основанный на трансплантации модифицированных донорских нейрональных клеток-предшественников астроцитов и нейронов. Биотехнологи «научили» линию фетальных клеток-предшественников нейронов синтезировать ростовой фактор GDNF, важный для поддержания жизнеспособности нейронов и глии.

Перед применением на человеке клеточная культура прошла тесты на онкогенность и токсичность и исследования на крысиной модели БАС и на карликовых свиньях. В экспериментах на крысах и свиньях ученые производили инъекции клеток в передние рога поясничных и крестцовых сегментов спинного мозга с левой или правой стороны. Мотонейроны в этом участке спинного мозга отвечают за движение ноги.

У крыс введение клеток не замедлило прогрессирование болезни и не повлияло на выживаемость животных, но выживаемость нейронов к моменту смерти со стороны трансплантации была выше, чем с противоположной. Гистологическое исследование спустя полгода наблюдения показало, что потомки введенных клеток не мигрируют на противоположную половину спинного мозга. Эти потомки были либо клетками-предшественниками, либо астроцитами, но не нейронами. Зато собственные крысиные нейроны под действием донорского GDNF лучше противостояли болезни. Правда, обнаружился и побочный эффект — посмертное гистологическое исследование показало, что в месте инъекции образуются доброкачественные опухоли из шванновских клеток с дезорганизованными отростками нейронов.

Исследования на карликовых свиньях были кратковременными (срок наблюдения составил лишь один месяц) и показали в целом такие же результаты, кроме роста опухолей. На основании этого авторы смогли получить от регулятора (американское Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов, FDA) разрешение на проведение I/IIa фазы испытаний на людях. В ней приняли участие 18 пациентов с диагностированным БАС, сохранной функцией дыхательных мышц и с парезами мышц ног по периферическому типу. Поскольку людям, как и животным, проводили трансплантацию клеток только в одну сторону спинного мозга, то в качестве контрольной группы выступила противоположная сторона тела тех же испытуемых. Половина пациентов получила дозу в два миллиона клеток, половина — пять миллионов. В отличие от экспериментов на животных, нейрохирург вводил клетки не в передние рога спинного мозга, а рядом — в промежуточный или основание заднего рога, чтобы не повредить немногие оставшиеся у пациента мотонейроны.

За пациентами наблюдали в течение 12 месяцев после операции. Половина из них в течение периода наблюдения жаловалась на нейропатические боли, соответствующие сегментам, в которые ввели стволовые клетки (впрочем, с ними удалось справиться обычными для такого случая лекарствами). По результатам однолетнего наблюдения парез леченной и нелеченной ноги прогрессировал примерно с одинаковой скоростью. За год наблюдения мышцы ослабели в обеих ногах вне зависимости от количества введенных клеток. С леченной стороны сила мышц падала на 0,22 процента медленнее, но различия оказались статистически недостоверными (95% ДИ −0,09-0,53 процента, p = 0,16).

После окончания наблюдения, спустя 14-42 месяца от момента трансплантации, от закономерного прогрессирования БАС умерло 14 пациентов. Ученые смогли получить гистологические данные всех из них, кроме одного. У большинства на вскрытии экспрессия GDNF была сосредоточена в промежуточном или заднем роге спинного мозга. Лишь у двух пациентов экспрессия GDNF была выявлена в передних рогах, и практически у всех были обнаружены доброкачественные опухоли из отростков нейронов и шванновских клеток, что соотносится с жалобами пациентов на боли и с результатами исследований на крысах.

В течение года наблюдения пациенты должны были непрерывно принимать иммуносуппрессивные лекарства, но каждый третий нарушал режим приема. Несмотря на это, при гистологическом исследовании лишь в одном образце были выявлены признаки иммунного ответа на трансплантированные клетки. Ретроспективное исследование крови того больного показало, что еще до начала лечения в крови были антитела к антигенам донорских клеток.

Таким образом, исследование показало безопасность подхода на людях. Трансплантация не повысила выживаемость пациентов, но дизайн исследования не предполагал достижения этого результата, ведь вмешательство было направлено только на поддержание функции одной конечности и не могло повлиять на функцию дыхательных мышц. Создатели клеточной линии собираются продолжить ее использование в лечении БАС: они начали исследование безопасности и эффективности доставки клеток в моторную кору. Предварительные результаты исследования запланированы на конец 2023 года.

Разница между гистологическими последствиями лечения у свиней и людей говорит о том, что выбранный метод трансплантации (инъекция в структуры, расположенные сзади от передних рогов) мог сильно повлиять на результат. Оправдан ли риск и можно ли вводить клетки в передние рога спинного мозга пациентов — покажут дальнейшие исследования.

Из опубликованных результатов видно, что трансплантация нейрональных стволовых клеток у пациентов с БАС редко осложняется иммунологической реакцией против трансплантата. Использование иммуносуппрессантов повышает риск инфекционных осложнений, а это важная проблема для малоподвижных пациентов, проводящих много времени в больницах — очагах антибиотикорезистентных инфекций. Опасения иммунных реакций были важным аргументом в пользу применения аутологичных трансдифференцированных клеток, и новое исследование может позволить пересмотреть эти опасения.

Важная проблема исследований пациентов с БАС — набор контрольной группы. Заболевание довольно гетерогенно, и каждый пациент, у которого течение болезни стабилизируется, как у Стивена Хокинга, может исказить результаты исследования и решить судьбу нового препарата. Поскольку скорость прогрессирования парезов мышц слева и справа, как правило, сопоставима, то односторонняя инъекция клеток — изящный выход из проблемы для I-II фазы исследований (хотя для следующих фаз испытаний он не подойдет).

N + 1 часто рассказывает о прогрессе, неудачах и новых подходах к лечению нейродегенеративных болезней, включая БАС. Из недавнего — блокирование нейровоспаления, модификация глубокой стимуляции мозга и даже переливание ликвора.

Сергей Задворьев