Når Zhigang Han, PhD, startet en lab ved Boston Children ‘ s Hospital for 15 år siden, håpet han å finne en måte å regenerere nerve fibre hos personer med ryggmargsskade. Som en proxy-server, som han studerte optic nerve skade, som fører til blindhet i glaukom — en tilstand som påvirker mer enn fire millioner Amerikanere — og noen ganger i hodet traumer.,
Ved å eksperimentere med ulike vekst-fremme gener og blokkerer naturlig vekst-hemmere, han var i stand til å få optic nerve fibre, eller axons, for å vokse til større og større lengder i mus. Men hva om visjon? Kan dyrene se?
«spørsmålet var, er denne regenererende axon funksjonell?»sier Han, som er en del av Boston Children’ s Avdeling for Nevrologi og F. M. Kirby Nevrobiologi Center.
Andre lagene, inkludert lab av Larry Benowitz, PhD, ved Boston Children ‘ s, har vært i stand til å oppnå delvis visjon., Men de har lettelse opp på genetiske teknikker som kan bare gjøres i en lab, og metoder som har involvert slette eller blokkere tumor suppressor gener, som stimulerer regenerering, men kan også fremme kreft.
En studie publisert i dag ved Celle, ledet av Han og Michela Fagiolini, PhD, viser at visjonen kan gjenopprettes ved hjelp av en tilnærming som realistisk kunne anvendes i klinikken og ikke forstyrre tumor suppressor gener.,
I optomotor tester, ovenfor, tidligere blind mus snudde hodet for å følge mønstre av bevegelige barer etter gitt behandling. «Ved å gjøre barer tynnere og tynnere, fant vi ut at dyrene kunne ikke bare se, men de er betydelig forbedret i hvor godt de kunne se,» sier Fagiolini.
Få nervene til å gjennomføre
Han, Fagiolini og kolleger i gang med genterapi for å levere tre viktige vekstfaktorer (osteopontin, insulin-like growth factor 1 og ciliary neurotrophic factor., Denne tilnærmingen fikk axons til å regenerere og til og med danne forbindelser, eller synapser, med sine målceller i hjernen. Men axons var ikke i stand til å bære signalene hele veien fra øyet til hjernen, fordi de manglet myelin, et isoleringsarket som bidrar til å spre nerve-signaler over lange avstander.
«Vi har funnet at regenerert axoner ikke myelinated og har veldig dårlig ledningsevne — reise-hastighet er ikke høy nok til å støtte visjon,» sier Han. «Vi trengte en måte å overvinne dette problemet.,»
Slå til den medisinske litteraturen, de har lært som en kalium kanal blokker, 4-aminopyridine (4-AP), bidrar til å styrke nerve-signaler når myelinet er fraværende. Stoffet er markedsført som AMPYRA for multippel sklerose, som også innebærer et tap av myelin. Når de har lagt det, de signaler som var i stand til å gå distansen.,
En paradigmet for behandling av glaukom og optic nerve skade
Mens studien brukte en genterapi virus som kalles AAV å levere vekst faktorer, Han og Fagiolini er å teste om å injisere en «cocktail» av vekst faktor proteiner direkte i øyet kunne være like effektiv.
«Vi prøver å bedre forstå mekanismer og hvor ofte de proteinene ville ha injiseres,» sier Han., «Det genterapi virus brukte vi er godkjent for klinisk studie i øye sykdom, men en medisin som ville være enda bedre.»
Med regenerering kick-startet, 4-AP eller en lignende stoffet kan så bli gitt systemisk å opprettholde nerve conduction. Fordi 4-AP har potensielle bivirkninger som anfall hvis de får kronisk, Han og Fagiolini har begynt å teste derivater (ennå ikke en FDA-godkjent) som er potensielt tryggere for langsiktig bruk.,
Og de er videre testing på mus, for å bedre forstå omfanget av visuelle recovery og om deres tilnærming kan få myelin til å vokse over tid.
«Den rusmidler kan behovet for å være sammen med visuell opplæring til rette for utvinning, sier Fagiolini. «Men nå har vi et paradigme til å presse frem.»
Fengfeng Bei, PhD, og Kasino Cheong (Henry) Lee, PhD, av F. M. Kirby Nevrobiologi Center ved Boston Children ‘ s, ble co-første forfattere på papir. Studien ble støttet av National Eye Institute (NIH gi EY021526), den Miriam og Sheldon G., Adelson Medical Research Foundation og Georgetown Senter for Hjernens Plastisitet og Utvinning.
