Onderzoek ontdekt zeldzame zenuwcellen die loopfunctie kunnen herstellen na ruggenmergletsel

Onderzoekers hebben ontdekt dat een zeldzame groep zenuwcellen beschadigde ruggenmergcircuits kan herstellen en spieractiviteit in de benen kan triggeren na een ruggenmergletsel. Deze bevinding, gepubliceerd in een nieuwe studie, opent de deur naar verbeterde stamceltherapieën voor patiënten met verlamming.

De resultaten tonen aan dat bepaalde zenuwcellen, afkomstig uit getransplanteerde neurale stamcellen, zich kunnen integreren in de motorische netwerken van het ruggenmerg. Deze cellen kunnen signalen doorgeven aan de spieren die verantwoordelijk zijn voor het lopen. Een ruggenmergletsel ontstaat wanneer trauma de zenuwbundel beschadigt die signalen tussen de hersenen en de rest van het lichaam transporteert. Hierdoor valt de communicatie met spieren en organen onder het letsel weg, wat vaak leidt tot permanente verlamming en andere medische complicaties.

Ondanks decennialang onderzoek zijn er nog steeds geen door de FDA goedgekeurde therapieën die de verloren neurologische functies na een ruggenmergletsel herstellen. Dit laat honderdduizenden mensen in de Verenigde Staten met een levenslange beperking achter.

Stamceltransplantatie als veelbelovende oplossing

Wetenschappers onderzoeken al jaren de mogelijkheid om neurale stamcellen te transplanteren in beschadigde ruggenmergen. Het idee is dat nieuwe zenuwcellen de beschadigde cellen kunnen vervangen en verloren verbindingen kunnen herstellen. Tot nu toe was echter onduidelijk welke cellen binnen deze transplantaten daadwerkelijk verbindingen maken met de loopcircuits van het ruggenmerg.

Door te bestuderen hoe getransplanteerde neuronen zich verbinden met motorische circuits in het ruggenmerg en welke subtypes van tussenliggende zenuwcellen in staat zijn om beenmusculatuur te activeren, heeft deze studie specifieke zenuwtypen geïdentificeerd die deze paden kunnen herstellen.

"Stel je een elektrische schakeling voor met een batterij aan de ene kant en een lamp aan de andere. Als de draden ertussen zijn losgekoppeld, gaat het lampje niet branden. Een ruggenmergletsel breekt die schakeling. Wat wij proberen te doen, is nieuwe cellen in het midden plaatsen zodat ze de verbinding kunnen herstellen en signalen weer kunnen doorgeven."

Jennifer Dulin, assistent-professor biologie aan Texas A&M University en hoofdauteur van de studie

Succesvolle integratie in diermodellen

In de studie transplanteerden wetenschappers neurale voorlopercellen in beschadigde ruggenmergen van diermodellen en onderzochten hoe deze cellen zich verbonden met omliggende zenuwnetwerken. De focus lag op hoe de getransplanteerde cellen verbinding maakten met de motorische circuits die de achterpoten aansturen. Toen een klein deel van deze getransplanteerde neuronen experimenteel werd geactiveerd, reageerden de spieren in de poten van de dieren – een bewijs dat de getransplanteerde cellen deel waren gaan uitmaken van het motorische circuit van het ruggenmerg.

Het team ontdekte dat deze cruciale tussenliggende zenuwcellen relatief zeldzaam waren in de getransplanteerde celpopulatie. In de studie vertoonden ongeveer 20% tot 30% van de dieren een reactie in de beenmusculatuur. Volgens Dulin is dit resultaat veelbelovend.

"Dit is significant omdat het laat zien dat de potentie om deze loopcircuits te herstellen er is. De volgende stap is begrijpen waarom sommige dieren wel reageren op de behandeling en andere niet."

Toekomstige behandelingen en het belang van revalidatie

De bevindingen kunnen helpen bij het ontwikkelen van de volgende generatie regeneratieve therapieën door te onthullen welke specifieke zenuwcellen moeten worden verrijkt in getransplanteerde celpopulaties. Daarnaast benadrukt het onderzoek een andere factor die herstel kan beïnvloeden: revalidatie. Dulin legt uit dat nieuw getransplanteerde neuronen onrijp zijn en zich moeten aanpassen aan de omgeving van het ruggenmerg. Dit proces is afhankelijk van activiteit.

"We plaatsen eigenlijk pasgeboren neuronen in een volwassen systeem. Deze cellen moeten leren hoe ze moeten functioneren in een omgeving die al bestaat. Activiteit, zoals fysiotherapie, kan dit proces versnellen en verbeteren."