Primul „biomarker” pentru medicina regenerativă poate ajuta cercetătorii să identifice persoanele cu cea mai mare probabilitate de a beneficia de tratamentul cu celule stem

Oamenii de știință de la Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute și Loma Linda University Health au demonstrat promisiunea aplicării imagisticii prin rezonanță magnetică (RMN) pentru a prezice eficacitatea utilizării celulelor stem neuronale umane pentru a trata o leziune cerebrală - primul „biomarker” pentru regenerare medicament care ar putea ajuta la personalizarea tratamentelor cu celule stem pentru tulburări neurologice și la îmbunătățirea eficacității. Cercetătorii se așteaptă să testeze rezultatele într-un studiu clinic de evaluare a terapiei cu celule stem la nou-născuții care suferă o leziune cerebrală în timpul nașterii numită leziune cerebrală hipoxico-ischemică perinatală (HII). Studiul a fost publicat în Cell Reports.

prezice

„Pentru ca terapiile cu celule stem să beneficieze pacienții, trebuie să fim atenți și științifici cu privire la cine primește aceste tratamente”, spune Evan Y. Snyder, MD, Ph.D., profesor și director al Centrului pentru celule stem și medicină regenerativă la Sanford Burnham Prebys și autorul corespunzător al studiului. "Sper că RMN-ul, care este deja utilizat în timpul îngrijirii acestor nou-născuți, va contribui la asigurarea faptului că sugarii care suferă de IIH primesc cel mai bun tratament, cel mai adecvat posibil. În viitor, RMN ar putea ajuta la ghidarea utilizării celulelor stem pentru a trata - sau, în unele cazuri, a nu trata - tulburări cerebrale suplimentare, cum ar fi leziuni ale măduvei spinării și accident vascular cerebral. "

Oamenii de știință înțeleg acum că, în multe cazuri, celulele stem neuronale umane sunt terapeutice deoarece pot proteja celulele vii - spre deosebire de „reanimarea” sau înlocuirea celulelor nervoase care sunt deja moarte. Ca urmare, înțelegerea sănătății țesutului cerebral înainte de transplantul de celule stem este esențială pentru succesul potențial al tratamentului. Instrumentele care ajută la prezicerea eficacității terapiei cu celule stem neuronale ar putea spori succesul studiilor clinice, care sunt în curs de desfășurare la persoanele cu boala Parkinson, leziuni ale măduvei spinării și condiții neurologice suplimentare, scutind în același timp persoanele care nu vor răspunde la tratament dintr-o procedură invazivă. care oferă falsă speranță.

„Știm că terapiile cu celule stem au o promisiune extraordinară, dar, la fel ca alte medicamente, trebuie administrate și la momentul potrivit și pacienților potriviți”, spune Steve Lin, Ph.D., ofițer științific superior la Institutul California pentru medicina regenerativă, care a finanțat parțial cercetarea. Acest studiu sugerează că o tehnică ușor disponibilă, RMN - care este deja utilizată în multe leziuni cerebrale pentru a determina amploarea leziunilor neurologice - poate fi un instrument util pentru a determina cine va beneficia sau nu de tratamentul tulpinii neuronale.

Protejarea nou-născuților de leziunile cerebrale

Snyder, neonatolog și neurolog pediatric, a prevăzut mult timp utilizarea celulelor stem neuronale umane pentru a proteja nou-născuții cu HII perinatal acut de afectarea creierului. El și colegii săi au făcut descoperirea că RMN ar putea fi folosit ca o bază obiectivă, cuantificabilă, ușor disponibilă pentru criteriile de includere și excludere pentru acest tratament, în timp ce se angajau în studii preclinice necesare înainte de începerea studiilor clinice la copii pentru copii cu HII. Această leziune la naștere afectează doi până la patru nou-născuți din 1000 de copii născuți în S.U.A. și se poate atribui mai multor complicații, inclusiv compresia cordonului ombilical, tensiunea arterială maternă perturbată și infecția maternă.

„Speranța mea este că celulele stem neuronale umane pot ajuta la salvarea celulelor neuronale rănite și vulnerabile - deși nu moarte -, explică Snyder. Acest lucru ar putea ajuta la prevenirea celor mai grav afectați sugari de a dezvolta paralizie cerebrală, epilepsie, dizabilitate intelectuală sau alte tulburări neurologice care apar adesea după HII dacă nu sunt tratate.

În studiu, oamenii de știință au folosit RMN pentru a măsura două zone care înconjoară regiunile de leziuni cerebrale HII la șobolani: penumbra, o regiune care constă din neuroni ușor răniți, „uimiți”; iar miezul, o zonă care constă din neuroni morți. Ei au descoperit că șobolanii cu o penumbra mai mare și un nucleu mai mic care au primit celule stem neuronale umane au avut rezultate neurologice mai bune - inclusiv o memorie îmbunătățită - demonstrată de capacitatea de a înota pe o platformă ascunsă (testul Morris Water Maze) și de o mai mare disponibilitate de a se aventura în o zonă puternic luminată (test în câmp deschis).

La acești șobolani, penumbra - la care celulele stem neuronale s-au adăpostit avid - a devenit țesut normal (pe baza RMN și a standardelor histologice), în timp ce miezul a rămas neameliorat și a atras puține celule. Penumbra care nu a primit celule a devenit parte a nucleului, populată de neuroni morți - indicând beneficiul tratamentului cu celule stem.

„Această abordare a clasificării leziunilor cerebrale este un instrument puternic de stratificare a pacienților, care ne permite să identificăm nou-născuții care ar putea beneficia de această terapie cu celule stem - și să îi protejăm pe alții împotriva tratamentului inutil”, spune Snyder. „Pe baza constatărilor noastre, numai nou-născuții cu un volum penumbral mare în raport cu volumul miezului ar trebui să primească un transplant de celule stem neuronale umane. La fel de important, nou-născuții atât de grav răniți încât este prezent doar un miez sau bebelușii cu un caz atât de ușor de HII că nici măcar o penumbră nu este prezentă, nu ar trebui să primească celule stem neuronale umane, deoarece este puțin probabil ca tratamentul să aibă impact. "