Гибель клеток, пересаженных в мозг, снижается при котрансплантации регуляторных Т-клеток

Множество основных симптомов болезни Паркинсона, включая треморы и замедленное движение, коррелируют со смертью дофамин-ассоциированных нейронов в черной субстанции среднего мозга. Поэтому трансплантация дофамин-ассоциированных клеток (mDA), полученных из стволовых клеток, представляется перспективной стратегией лечения. Однако в клинических исследованиях подобный подход показал лишь ограниченную эффективность, в том числе из-за гибели пересаженных клеток. Ученые из США и Южной Кореи показали, что котрансплантация аутологичных, то есть полученных от пациента, регуляторных Т-клеток (Treg) вместе с mDA клетками способствует выживанию последних и повышает эффективность трансплантата.

В первую очередь исследователи оценили динамику выживаемости трансплантированных клеток. Для этого мышам, несущим иммунные клетки пациента, пересаживали предшественники mDA клеток (mDAP), дифференцированные из стволовых клеток этого же пациента. Было имплантировано 100000 mDAP, около 15% из них составляли клетки, положительные по тирозингидролазе (TH⁺ mDAN) — ферменту, катализирующему синтез одного из предшественников дофамина. Через две недели мыши были умерщвлены для анализа выживаемости трансплантированных клеток. Из примерно 86000 выживших клеток лишь около 700 (менее 10%) имели фенотип TH⁺, что свидетельствует о непропорциональной ранней смертности данного типа клеток. Схожие результаты наблюдались на модели мышей с иммунодефицитом. Более того, высокая ранняя смертность сохранялась и при трансплантации других линий высокодифференцированных нервных клеток.

Далее ученые исследовали реакцию мозга на само оперативное вмешательство. Для этого крысам линии Fisher 344 вводили в полосатое тело мозга при помощи иглы раствор, использующийся при трансплантации, не содержащий клеток. Вокруг канала, оставленного иглой, стремительно развивался воспалительный процесс, сопровождающийся смертью нейронов, которая достигала пика на 7 день. Для других типов мозговой травмы известно, что после изначального воспаления происходит инфильтрация Treg клеток, которые способствуют снижению воспаления и восстановлению гомеостаза. Исследователи предположили, что котрансплантация Treg клеток может снизить негативный эффект травмы. Действительно, введение крысам 20000 аутологичных Treg значительно уменьшило воспаление и гибель нейронов в первую неделю после процедуры. Внутривенное ведение Treg клеток или использование иммунодепрессантов имело схожий, но менее выраженный эффект.

Инкубирование mDAP клеток с иммуносовместимыми аллогенными (от другого индивида), но не с аутологичными мононуклеарными клетками крови провоцировало развитие иммунного ответа. Это указывает на то, что ранняя смертность трансплантированных mDAN не связана с реакцией на них иммунных клеток.

В другом опыте, где клетки обрабатывали воспалительными цитокинами в течение 7 дней, TH⁺ mDAN показали значительно более высокую смертность в сравнении с другими mDAP клетками (~80% против ~15%). При этом добавление Treg клеток в культуру значительно снизило число пролиферирующих клеток. Авторы предположили, что данный эффект связан с TGFβ1 сигналингом, и действительно, добавление в культуру анти-TGFβ1 антител восстанавливало пролиферацию.

Наконец, авторы оценили эффективность котрансплантации дофамин-ассоциированных клеток и Treg клеток в экспериментах in vivo. В опытах с ксенотрансплантантами на крысах линии Fisher 344 котрансплантация Treg клеток значительно снижала воспаление и клеточную смертность в первые недели после операции. Тем не менее трансплантаты были отторгнуты к 20-й неделе. Отторжение удалось предотвратить только постоянным курсом иммунодепрессантов. Это указывает на то, что Treg клетки дают лишь кратковременный эффект.

На мышах, несущих иммунные клетки пациента, наблюдалась схожая картина, однако в данной модели не удалось оценить долгосрочный эффект из-за характерной для нее ранней смертности (животные обычно умирают в первые два месяца после трансплантации). На мышах с иммунодефицитом котрансплантация Treg давала более высокую численность TH⁺ клеток на 2-й и 20-й неделе после трансплантации, несмотря на меньший общий объем трансплантата.

Таким образом, котрансплантация Treg клеток снижает эффекты воспаления, связанного с травмой при оперативном вмешательстве и способствует выживанию TH+ клеток на ранних этапах после трансплантации. «Травма иглой — универсальная проблема в клеточной терапии нервной системы, — сказал один из соавторов работы Боб Картер из массачусетской больницы общего профиля медицинской школы Гарварда. — Наши принципы могут быть применены к любой клеточной терапии других [нейро]дегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, боковой амиотрофический склероз или болезнь Гентингтона».

Репрограммированные нейроны из клеток кожи оказались лучшей моделью болезни Паркинсона