Regeneracja aksonalna

Wizja Christophera Reeve’a podnoszącego się z wózka inwalidzkiego i idącego po wybiegu oszołomiła widzów w przerwie Super Bowl 2000, finału futbolu amerykańskiego. Zdumienie i radość zamieniły się w rozczarowanie, gdy widzowie zdali sobie sprawę, że tak naprawdę nie znaleziono „lekarstwa” na uszkodzenie rdzenia kręgowego, ale raczej postępy w renderowaniu komputerowym sprawiły, że Superman może chodzić, oprócz wcześniejszej umiejętności latania. Ta reklama, odtwarzana podczas jednego z najdroższych i najczęściej oglądanych przedziałów czasowych w roku, była przykładem tego, jak pan Reeve, prawie w pojedynkę, podniósł świadomość ogółu społeczeństwa na temat uszkodzenia rdzenia kręgowego. Niewątpliwie jego praca przyniosła ogromne korzyści, zachęcając naukowców do wejścia w tę dziedzinę i promując więcej pieniędzy na badania. Jednak ta świadomość przekłada się również na pewien stopień „szumu” i nierealistycznych oczekiwań. W oczach opinii publicznej stawka jest wysoka – chodzi nie tylko o to, by Superman mógł chodzić, ale także o wszystkie inne ofiary, sparaliżowane zazwyczaj w kwiecie wieku. Od naukowców oczekuje się teraz wyników, co jest dużym obciążeniem. W związku z tym, każdy mały postęp jest szeroko komentowany i nagłaśniany. W rezultacie, poszczególni naukowcy czasami wydają się być zaślepieni całą tą uwagą, mając nadzieję, że ich podejście będzie tym, które doprowadzi do funkcjonalnego powrotu do zdrowia. Niestety, odpowiedź nie będzie tak prosta. Dzięki ogromnemu postępowi, jaki dokonał się w ostatnich latach w naszym zrozumieniu zarówno komórkowych, jak i molekularnych zdarzeń następujących po uszkodzeniu rdzenia kręgowego, a także dzięki ogromnemu nagromadzeniu informacji na temat biologii molekularnej neurorozwoju, jest teraz bardzo oczywiste, że żadna cząsteczka/podejście nie rozwiąże problemu. Zamiast tego konieczny będzie wielopłaszczyznowy atak, z różnymi rodzajami interwencji wymaganymi w różnym czasie po urazie. Obecnie wiadomo, że dorosłe aksony OUN nie regenerują się z wielu powodów: brak wsparcia troficznego, które wpływa zarówno na przeżycie, jak i wzrost aksonów; rozwojowa utrata wewnętrznej zdolności wzrostu; tworzenie się blizny glejowej, która stanowi zarówno fizyczną, jak i hamującą barierę dla odrastania; inhibitory regeneracji obecne w mielinie, zwłaszcza niedawno sklonowana cząsteczka Nogo oraz znane od dawna białko specyficzne dla mieliny, MAG. Dotychczasowe metody pobudzania regeneracji w dużej mierze skupiały się na indywidualnym rozwiązywaniu problemów związanych z tymi przeszkodami we wzroście. Implantacja komórek wydzielających różne cząsteczki troficzne była stosowana w celu dostarczenia neurotrofin. Regeneracja była wspierana przez zapewnienie korzystnego środowiska dla regeneracji w miejscu urazu przy użyciu nerwu obwodowego, komórek Schwanna lub komórek otoczki węchowej, z których wszystkie są sprzyjające dla wzrostu. Inhibitory regeneracji w mielinie zostały zablokowane przy użyciu przeciwciał lub poprzez zmianę kaskady sygnałowej w obrębie neuronu/aksonu tak, że nie reaguje on na te inhibitory. Aby poznać molekularną przyczynę utraty wewnętrznej zdolności do wzrostu neuronów OUN, zbadano ekspresję genów w tych układach, które się regenerują, głównie w neuronach PNS. Nie wiadomo jednak, czy jest to konsekwencja remielinizacji nieuszkodzonych, ale zdemielinizowanych aksonów, różnicowania się komórek macierzystych w neurony, które następnie wytwarzają połączenia krótkodystansowe, czy też dodanie komórek pobudzających regenerację uszkodzonych aksonów. Chociaż wiele z tych podejść doprowadziło do poprawy regeneracji, a w niektórych przypadkach do ograniczonego powrotu funkcjonalnego, żadne z nich nie doprowadziło do długodystansowego wzrostu aksonów. Zatem nie osiągnięto jeszcze punktu, w którym aksony muszą być kierowane na dużą odległość z powrotem do ich właściwego miejsca przeznaczenia. W rzeczywistości niewiele wiadomo na temat ekspresji w dorosłym OUN wskazówek dotyczących prowadzenia aksonów i ich receptorów, które funkcjonują podczas rozwoju. Innym ważnym zagadnieniem w potencjalnych terapiach uszkodzenia rdzenia kręgowego jest ograniczenie stanu zapalnego, a tym samym wtórnego uszkodzenia aksonów bezpośrednio po urazie. W ten sposób można zachować pozostałe funkcje związane z nieuszkodzonymi aksonami. To prawdopodobnie będzie miało największy natychmiastowy wpływ na leczenie urazu rdzenia kręgowego.