Idegi őssejtek

A központi idegrendszeri sejtek regenerációjának lehetőségére vonatkozó kísérleti bizonyítékokat jóval az embrionális őssejtek felfedezése előtt szerezték meg, olyan tanulmányokban, amelyek kimutatták a felnőtt patkányok agyának neokortexében, hippocampusában és szaglóhagymáiban olyan sejtek jelenlétét, amelyek 3H-timidint kötnek meg, azaz képesek fehérjeszintézisre és -osztódásra. A múlt század 60-as éveiben azt feltételezték, hogy ezek a sejtek a neuronok prekurzorai, és közvetlenül részt vesznek a tanulási és memória folyamatokban. Kicsit később kiderült a de novo képződött neuronokon lévő szinapszisok jelenléte, és megjelentek az első munkák az embrionális őssejtek in vitro neurogenezis indukálására való felhasználásáról. A 20. század végén az ESC-k neurális progenitor sejtekké, dopaminerg és szerotonerg neuronokká történő irányított differenciálódásával végzett kísérletek az emlősök idegsejtjeinek regenerációs képességéről alkotott klasszikus elképzelések felülvizsgálatához vezettek. Számos tanulmány eredményei meggyőzően bizonyították mind az idegi hálózatok átszervezésének valóságát, mind a neurogenezis jelenlétét az emlős szervezet teljes posztnatális életszakasza alatt.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Az idegi őssejtek forrásai

Az oldalsó kamrák szubventrikuláris régióján és a hippocampus fogazott gyrusán végzett műtétek során emberi idegi őssejteket izolálnak, amelyek sejtjei neuroszférákat (neurális gömböket) képeznek a tenyészetben, majd ezek diszperziója és előformálása után a központi idegrendszer összes fő sejttípusát, vagy speciális táptalajon új mikrogömböket. Az embrionális agy periventrikuláris régióiból izolált disszociált szövet szuszpenziós tenyészeteiben is neuroszférák keletkeznek.

Az éretlen agysejtek markerei közé tartozik a nestin, a béta-tubulin III (neuronális vonal marker), a vimentin, a GFAP és az NCAM, amelyeket immuncitokémiai úton, monoklonális antitestek segítségével azonosítanak. A nestint (IV-es típusú intermedier neurofilament fehérje) multipotens neuroektodermális sejtek expresszálják. Ezt a fehérjét a központi idegrendszerből származó multipotens neuroepiteliális progenitor sejtek azonosítására és izolálására használják a Rat-401 monoklonális antitestek segítségével, amelyek a vemhesség tizenegyedik napján a velőcsősejtek akár 95%-át is képesek kimutatni patkányembriókban. A nestin nem expresszálódik az idegi őssejtek differenciálódott leszármazottain, de jelen van a korai idegi progenitor sejtekben, a posztmitotikus neuronokban és a korai neuroblasztokban. Ezt a markert használták a neuroepiteliális progenitor sejtek azonosítására és az őssejtek létezésének bizonyítására a központi idegrendszerben. A vimentint (III-as típusú intermedier neurofilament fehérje) idegi és gliális progenitor sejtek, valamint neuronok, fibroblasztok és simaizomsejtek expresszálják. Ezért mindkét immuncitokémiai marker nem rendelkezik azzal a specificitással, amely az idegi ős- és progenitor sejtek külön azonosításához szükséges. A béta-tubulin III határozza meg az őssejtek differenciálódásának neuronális irányát, míg az I. típusú asztrocitákat a GFAP expressziója azonosítja, az oligodendrociták pedig specifikusan galaktocerebrozidot (Ga!C) expresszálnak.

Az FGF2 és az EGF mitogénekként szolgálnak a neurális progenitor sejtek számára, támogatva a differenciálatlan progenitor sejtek proliferációját a kultúrában neuroszférák képződésével. Az idegi őssejtek osztódásának sebessége jelentősen megnő az FGF2 hatása alatt, valamint az FGF2 + EGF kombinációjának alkalmazásakor. Az FGF2 proliferatív hatásait az FGF2-R1 receptorok közvetítik. A heparin növeli az FGF2 receptor kötődési affinitását, és drámaian fokozza mitogén hatását a neuroepiteliális sejtekre. Az embriogenezis korai szakaszában az FGF2 receptorok a patkány telencephalonjában expresszálódnak, míg későbbi szakaszokban lokalizációjuk a kamrai zónára korlátozódik. A posztmitotikus sejtek FGF2-R1 expressziójának csúcsa a neurogenezis korai szakaszának befejeződése után figyelhető meg. A telencephalon fejlődésének kezdeti időszakát az EGF receptor expressziójának alacsony szintje jellemzi, főként a ventrális régió sejtjeiben. Az embriogenezis későbbi szakaszaiban az EGF-R expresszió a dorzális irányban fokozódik. A rágcsáló agyban az EGF nagy affinitással kötődik a transzformáló növekedési faktor béta receptorhoz (TGF-béta-R), amelyhez preferenciálisan kötődik. Az EGF-R funkcionális szerepére vonatkozó közvetett bizonyítékokat az előagy kérgi diszgenezisére vonatkozó adatok szolgáltatják, amely az embriogenezis késői szakaszában és a posztnatális ontogenezisben jelentkezik, valamint az előagy csökkent működésére, kérgi sejthalálra és hippocampális ektópiára EGF receptor gén knockout egerekben. Ezenkívül a TGF-α jelenléte a táptalajban feltétlenül szükséges a neuroszférák kialakulásához. A növekedési faktoroknak a kondicionált táptalajból való eltávolítása után a sejtek leállnak az osztódással, és spontán differenciálódáson mennek keresztül neuronok, asztrociták és oligodendroblasztok képződésével.

Ennek figyelembevételével a disszociált őssejtek újraaggregációját és a neuroszférák tenyésztését EGF-et és bázikus FGF-et vagy FGF2-t tartalmazó táptalajokban, de szérum hozzáadása nélkül végezzük. Kimutatták, hogy az EGF az oldalsó kamrák szubependimális zónájának őssejtjeinek proliferációját indukálja, a bázikus FGF pedig elősegíti az érett agy striatumának, hippocampusának, neokortexének és látóidegének őssejtjeinek proliferációját. Az EGF és a bázikus FGF kombinációja feltétlenül szükséges az előagy harmadik és negyedik kamrájának ependimájából, valamint a mellkasi és ágyéki gerincvelő gerincvelői csatornájából izolált őssejtek aktív proliferációjához.

Disszociáció után az idegi őssejtek szuszpenzióját műanyag edényekben vagy többlyukú lemezeken tenyésztik ragasztóanyag nélkül, hogy növeljék az újonnan képződő neuroszférák méretét, ami általában körülbelül 3 hétig tart. A neuroszférák többszörös diszpergálásának és reprodukciójának módszere lehetővé teszi elegendő számú lineáris multipotens őssejt-klón előállítását az intracerebrális transzplantációhoz. Ez az elv az alapja az emberi embrionális agyból izolált őssejtbank létrehozásának is. Hosszú távú (több éven át tartó) klónozásuk lehetővé teszi az idegi őssejtek stabil vonalainak előállítását, amelyekből az indukált differenciálódás során katekolaminerg neuronok képződnek.

Ha a neuroszférákat nem diszpergálják és nem növesztik növekedési faktorokat nem tartalmazó, tapadó szubsztrátokon, a proliferáló őssejtek spontán differenciálódásnak indulnak, neuronális és gliális prekurzor sejtekké alakulva, amelyek mindenféle idegsejt markereit expresszálják: MAP2, Tau-1, NSE, NeuN, béta-tubulin III (neuronok), GFAP (asztrociták) és CalC,04 (oligodendrociták). Az egér- és patkánysejtekkel ellentétben az idegsejtek az összes differenciálódott sejt több mint 40%-át teszik ki az emberi idegi őssejtkultúrákban (rágcsálókban 1-5%), de lényegesen kevesebb oligodendrocita képződik, ami nagyon fontos a demielinizációs betegségek sejtterápiája szempontjából. A problémát B104 táptalaj hozzáadásával oldják meg, amely serkenti a mielintermelő sejtek képződését.

Amikor emberi embriók agyából származó neurális progenitor sejteket EGF-et, bázikus FGF-et és LIF-et tartalmazó táptalajon tenyésztenek, az idegi vonal prekurzor sejtjeinek száma 10 milliószorosára nő. Az in vitro tenyésztett sejtek megtartják a migráció és a neurális és gliális elemekké való differenciálódás képességét az érett patkányok agyába történő átültetés után. Azonban in vivo a multipotens prekurzor sejtek osztódásának száma korlátozott. Többször is megjegyezték, hogy a „felnőtt” neurális őssejtek Hayflick-határa (körülbelül 50 mitózis) még kísérletben sem elérhető - a neuroszférák formájában lévő sejtek csak 7 hónapig és csak 8 passzázs után őrzik meg tulajdonságaikat. Úgy vélik, hogy ez a passzázs során alkalmazott diszperziós módszereik (tripszinizáció vagy mechanikai hatás) sajátosságainak köszönhető, amelyek a sejtek proliferatív aktivitását a sejtek közötti kapcsolatok megszakadása miatt jelentősen csökkentik. Valójában, ha a diszperzió helyett a neuroszférák 4 részre osztásának módszerét alkalmazzák, a sejtek életképessége a passzázs során jelentősen megnő. Ez a módszer lehetővé teszi az emberi neurális őssejtek 300 napig történő tenyésztését. Ezen időszak után azonban a sejtek elveszítik mitotikus aktivitásukat, degeneráción mennek keresztül, vagy spontán differenciálódási szakaszba lépnek neuronok és asztrociták kialakulásával. Ennek alapján a szerző úgy véli, hogy a tenyésztett idegi őssejtek osztódásának maximális száma 30 mitózis.

Amikor emberi neurális őssejteket in vitro tenyésztenek, túlnyomórészt GABAerg neuronok képződnek. Különleges körülmények nélkül a neurális progenitor sejtek csak az első passzázsokban hoznak létre dopaminerg neuronokat (amelyek a Parkinson-kór sejtterápiájához szükségesek), ezt követően a tenyészetben lévő összes neuron kizárólag GABAerg sejtekből áll. Rágcsálókban az IL-1 és az IL-11, valamint az idegsejt-membránok fragmensei, a LIF és a GDNF, dopaminerg neuronok indukcióját okozzák in vitro. Ez a módszertani megközelítés azonban sikertelennek bizonyult emberekben. Mindazonáltal, amikor a GABAerg neuronokat in vivo intracerebrálisan transzplantálják, mikro-környezeti tényezők hatása alatt, különböző mediátor fenotípusú idegsejtek keletkeznek.

A neurotróf faktorok kombinációinak keresése kimutatta, hogy az FGF2 és az IL-1 dopaminerg neuroblasztok képződését indukálja, amelyek azonban nem képesek dopaminerg neuronok termelésére. A hippokampális őssejtek serkentő glutamáterg és gátló GABA-erg neuronokká történő differenciálódása neurotrofinok hatására történik, az EGF és az IGF1 pedig glutamáterg és GABA-erg neuronok képződését indukálja emberi embriók neurális progenitor sejtjeiből. A retinsav és a neurotrofin 3 (NT3) egymást követő hozzáadása a tenyészethez jelentősen fokozza az érett agyi hippokampális őssejtek differenciálódását különböző mediátor jellegű neuronokká, míg az agyi eredetű neurotróf faktor (BNDF), az NT3 és a GDNF kombinációja piramis neuronokat hozhat létre hippokampális és neokortikális tenyészetekben.

Így számos tanulmány eredményei azt mutatják, hogy egyrészt a különböző agyi struktúrákból származó őssejtek lokális specifikus szöveti faktorok hatására képesek in vivo differenciálódni ezekre a struktúrákra jellemző neuronális fenotípusokká. Másrészt az idegi őssejtek célzott, indukált in vitro differenciálódása progenitor sejtek klónozásával lehetővé teszi meghatározott fenotípusos jellemzőkkel rendelkező ideg- és gliasejtek előállítását intracerebrális transzplantációhoz az agyi patológia különböző formáiban.

Kétségtelen, hogy az embriókból vagy a felnőtt központi idegrendszerből izolált pluripotens őssejtek új neuronok forrásának tekinthetők, és a klinikumban felhasználhatók neurológiai patológiák kezelésére. A gyakorlati sejtes neurotranszplantáció fejlesztésének fő akadálya azonban az a tény, hogy a legtöbb idegi őssejt nem differenciálódik neuronokká az érett központi idegrendszer nem neurogén zónáiba történő beültetés után. Ennek az akadálynak a megkerülésére egy nagyon eredeti, innovatív módszert javasolnak, amely lehetővé teszi tiszta neuronpopuláció in vitro kinyerését emberi magzati idegi őssejtekből egy érett patkány központi idegrendszerébe történő átültetés után. A szerzők bizonyítják, hogy az ezzel a módszerrel beültetett sejtek differenciálódása kolinerg fenotípusú neuronok kialakulásával végződik, ami a környező mikro-környezet tényezőinek hatásának köszönhető. A javasolt technológia érdekes az új típusú őssejt-alapú terápiák fejlesztése és a sérülés vagy neurodegeneratív betegség miatt károsodott neuronok pótlása szempontjából, mivel a kolinerg neuronok vezető szerepet játszanak a motoros, memória- és tanulási funkciók fejlesztésében. Különösen az emberi őssejtekből izolált kolinerg neuronok használhatók az amiotrófiás laterális szklerózisban vagy gerincvelő-sérülésekben elvesztett motoros neuronok pótlására. Jelenleg nincsenek információk olyan módszerekről, amelyekkel jelentős számú kolinerg neuront lehetne előállítani mitogén által előállított őssejtek populációjából. A szerzők egy meglehetősen egyszerű, de hatékony módszert javasolnak a mitogén által előállított primer humán embrionális idegi őssejtek stimulálására, hogy gyakorlatilag tiszta neuronokká fejlődjenek a kifejlett patkány központi idegrendszerének mind nem neurogén, mind neurogén zónáiba történő beültetés után. Munkájuk legfontosabb eredménye a kellően nagy számú átültetett sejt kolinerg neuronokká alakulása a középső membránba és a gerincvelőbe történő beültetés után.

Ezenkívül a 8 hetes emberi embrionális agykéregből származó idegi őssejtek kolinerg neuronokká történő in vitro előformálásához a következő trofikus faktorok és kémiai elemek különböző kombinációinak alkalmazását javasolják: rekombináns bázikus FGF, EGF, LIF, egér amino-terminális hangpeptid (Shh-N), transz-retinsav, NGF, BDNF, NT3, NT4, természetes laminin és egér heparin. Az eredeti emberi idegi őssejtvonalat (K048) két évig tartották fenn in vitro, és 85 passzázson ment keresztül a proliferatív és differenciálódási tulajdonságok változása nélkül, miközben normális diploid kariotípust tartottak fenn. A 19–55. passzázsok (38–52. hét) diszpergálatlan neuroszféráit poli-d-lizinre és lamininre szélesztették, majd a fent említett faktorokkal kezelték különböző koncentrációkban, kombinációkban és szekvenciákban. A bázikus FGF, a heparin és a laminin (rövidítve FHL) kombinációja egyedi hatást váltott ki. Miután az embrionális neurális őssejteket egy napig FHL táptalajban, Shh-N-nel (a Shh-N + FHL kombinációja az SFHL rövidítésben) vagy anélkül tenyésztették, nagy síksejtek gyors proliferációját figyelték meg. Minden más egynapos protokoll (például a bázikus FGF + laminin) ezzel szemben az orsó alakú sejtek korlátozott radiális eloszlásához vezetett, és ezek a sejtek nem hagyták el a neuroszférák magját. 6 napos aktiválás és az azt követő 10 napos B27-tartalmú táptalajban történő differenciálódás után nagy, multipoláris, neuronszerű sejteket detektáltak az FHL-aktivált szférák szélén. Más protokollcsoportokban a legtöbb neuronszerű sejt kicsi és bipoláris vagy unipoláris maradt. Az immunocitokémiai elemzés kimutatta, hogy a kis (< 20 μm) bipoláris vagy unipoláris sejtek GABAerg vagy glutamáterg sejtek voltak, míg az FHL-aktivált neuroszférák szélén lokalizálódó nagy multipoláris sejtek többsége kolinerg volt, a kolinerg neuronokra jellemző markereket expresszálva (Islet-1 és ChAT). Ezen neuronok némelyike egyidejűleg expresszálta a szinapszin 1-et. Öt független kísérletsorozat eredményeként a szerzők azt találták, hogy az egyrétegű zónákban lévő sejtek teljes populációja 45,5%-ban differenciálódott TuJ1+ neuronokká, míg a kolinerg (ChAT^) neuronok ugyanezen populáció sejtjeinek mindössze 27,8%-át tették ki. 10 napos további in vitro differenciálódás után a kolinerg neuronok mellett jelentős számú kis neuront találtak az FHL által aktivált neuroszférákban - glutamáterg (6,3%), GABAerg (11,3%), valamint asztrociták (35,2%) és nesztin-pozitív sejtek (18,9%). Más növekedési faktor kombinációk alkalmazása esetén a kolinerg neuronok hiányoztak, és a neuroszférák marginális sejtjei vagy asztrocitákat, vagy kis glutamáterg és GABA-erg neuronokat képeztek. A tartalék és aktív potenciálok teljes sejtes patch clamp technikával történő monitorozása azt mutatta, hogy hét napos FHL aktiváció után a legtöbb nagy polipoláris sejt nyugalmi potenciálja -29,0±2,0 mV volt akciós potenciál hiányában. 2 hét elteltével a nyugalmi potenciál -63-ra emelkedett.6±3,0 mV, és az akciós potenciálokat a depolarizáló áramok indukciójának pillanatában figyelték meg, amelyeket 1 M tetrodotoxin blokkolt, ami a kolinerg éretlen neuronok funkcionális aktivitását jelzi.

A szerzők továbbá megállapították, hogy az FHL vagy SFHL in vitro aktiválása önmagában nem eredményezi érett neuronok kialakulását, és megkísérelték megállapítani, hogy az FHL- vagy SFHL-előformált őssejtek képesek-e kolinerg neuronokká differenciálódni, ha érett patkányok központi idegrendszerébe transzplantálják őket. Erre a célra aktivált sejteket injektáltak a neurogén zónába (hippocampus) és számos nem neurogén zónába, beleértve a felnőtt patkányok prefrontális kérgét, középső membránját és gerincvelőjét. A beültetett sejteket a CAO-^^p vektorral követték nyomon. Az OCP-ről ismert, hogy mind a sejtes ultrastruktúrát, mind a sejtes folyamatokat (molekuláris szinten) szivárgás nélkül jelöli, és közvetlenül vizualizálható. Ezenkívül az OCP-vel jelölt neurális őssejtek a neuronális és glia differenciálódás profilját megtartják, amely megegyezik az embrionális agy nem transzformált őssejtjeinek profiljával.

^{Az 5 x 10 4} aktivált és jelölt neurális őssejt beültetése után egy-két héttel patkányok gerincvelőjében vagy agyában találták meg azokat, az OCD+ sejtek főként az injekció beadásának helyéhez közel helyezkedtek el. A migrációs és integrációs folyamatokat már a transzplantáció után egy hónappal megfigyelték. A migrációs határok az injekció beadásának helyétől függően változtak: a prefrontális kéregbe injektálva az OCD+ sejtek 0,4-2 mm-re helyezkedtek el az injekció beadásának helyétől, míg a középső membránba, a hippocampusba vagy a gerincvelőbe történő beültetés esetén a sejtek sokkal nagyobb távolságokra - akár 1-2 cm-re - vándoroltak. Az átültetett sejtek a központi idegrendszer magasan szervezett struktúráiban helyezkedtek el, beleértve a frontális kérget, a középső membránt, a hippocampust és a gerincvelőt. Az OCD-vel jelölt neuronális elemek már a transzplantáció utáni első héten láthatóak voltak, számuk a műtét után egy hónappal jelentősen megnőtt. A sztereológiai elemzés a beültetett sejtek magasabb túlélési arányát mutatta ki az agy különböző struktúráiban a gerincvelőhöz képest.

Ismeretes, hogy a felnőtt emlős szervezet legtöbb szövetében regionális őssejtek populációja konzerválódik, amelyek érett sejtekké történő átalakulását specifikus szöveti faktorok szabályozzák. Az őssejtek proliferációja, a progenitor sejtek differenciálódása és az adott agyi struktúrára specifikus neuronális fenotípusok kialakulása in vivo sokkal nagyobb mértékben expresszálódik az embrionális agyban, amit a helyi mikrokörnyezet morfogenetikus faktorainak - a BDNF, NGF, NT3, NT4/5 neurotrofinoknak és az FGF2, TGF-α, IGF1, GNDF, PDGF növekedési faktoroknak - magas koncentrációinak jelenléte határoz meg.

Hol találhatók az idegi őssejtek?

Megállapították, hogy az idegi őssejtek gliális savas fibrilláris fehérjét expresszálnak, amely az idegi vonal érett sejtjei között csak az asztrocitákon marad meg. Ezért az asztrocita sejtek lehetnek az érett központi idegrendszer őssejt-rezervoátumai. Valójában GFAP-pozitív prekurzorokból származó neuronokat azonosítottak a szaglóhagymákban és a dentate gyrusban, ami ellentmond a radiális glia progenitor szerepéről szóló hagyományos elképzeléseknek, amely felnőttkorban nem expresszál GFAP-t a dentate gyrusban. Lehetséges, hogy a központi idegrendszerben két őssejt-populáció létezik.

Az őssejtek szubventrikuláris zónában való lokalizációjának kérdése sem tisztázott. Egyes szerzők szerint az ependimális sejtek gömb alakú klónokat képeznek a kultúrában, amelyek nem valódi neuroszférák (mint a szubependimális sejtek klónjai), mivel csak asztrocitákká képesek differenciálódni. Másrészt az ependimális sejtek fluoreszcens vagy vírusos jelölése után a markert a szubependimális réteg és a szaglóhagymák sejtjeiben detektálják. Az ilyen, in vitro jelölt sejtek neuroszférákat képeznek, és neuronokká, asztrocitákká és oligodendrocitákká differenciálódnak. Ezenkívül kimutatták, hogy az ependimában lévő sejtek körülbelül 5%-a expresszál ősmarkereket - nestint, Notch-1-et és Mussashi-1-et. Feltételezik, hogy az aszimmetrikus mitózis mechanizmusa a Notch-1 membránreceptor egyenetlen eloszlásával jár, aminek következtében ez utóbbi az ependimális zónában lokalizálódó leánysejt membránján marad, míg a szubependimális rétegbe vándorló anyasejt megfosztódik ettől a receptortól. Ebből a szempontból a szubependimális zóna az ependimális réteg őssejtjeiből képződő neuronok és gliasejtek progenitor prekurzorainak gyűjtőjének tekinthető. Más szerzők szerint a szubventrikuláris zóna kaudális részeiben csak gliasejtek képződnek, a neurogenezis forrása pedig a rostralis-laterális rész sejtjei. A harmadik változatban az oldalsó kamrák szubventrikuláris zónájának elülső és hátsó részei egyenértékű neurogén potenciállal rendelkeznek.

A központi idegrendszerben a szárrezervátum szerveződésének negyedik változata tűnik előnyösebbnek, amely szerint a szubventrikuláris zónában három fő típusú neurális progenitor sejt különböztethető meg: A, B és C. Az A-sejtek korai neuronális markereket (PSA-NCAM, TuJl) expresszálnak, és B-sejtek veszik körül őket, amelyeket az antigének expressziója alapján asztrocitákként azonosítanak. A C-sejtek, mivel nem rendelkeznek neuronok vagy glia antigén tulajdonságaival, magas proliferatív aktivitással rendelkeznek. A szerző meggyőzően bebizonyította, hogy a B-sejtek az A-sejtek és a szaglóhagymák de novo neuronjainak prekurzorai. A migráció során az A-sejteket neurális progenitor sejtek szálai veszik körül, ami jelentősen eltér a posztmitotikus neuroblasztok migrációs mechanizmusától a radiális glia mentén az embrionális agyban. A migráció a szaglóhagymákban az A- és B-sejtek mitotikus osztódásával ér véget, amelyek származékai beépülnek a szemcsés sejtrétegekbe és az agy szaglózónájának glomeruláris rétegébe.

A fejlődő embrionális agyban hiányoznak a differenciált ependimális sejtek, és a kamrafalak a kamrai germinális és szubventrikuláris zónák proliferáló őssejtjeit tartalmazzák, ahová az elsődleges neuro- és glioblasztok vándorolnak. Ennek alapján egyes szerzők úgy vélik, hogy az érett agy szubependimális régiója redukált embrionális germinális idegszövetet tartalmaz, amely asztrocitákból, neuroblasztokból és azonosítatlan sejtekből áll. Az igazi neurális őssejtek a laterális kamrafal germinális zónájában lévő sejtek kevesebb mint 1%-át alkotják. Részben emiatt, valamint azzal az adattal összefüggésben, hogy a szubependimális zóna asztrocitái az idegi őssejtek prekurzorai, nem zárható ki az asztrocita gliaelemek transzdifferenciálódásának lehetősége a neuronális fenotípusos jellemzők megszerzésével.

Az idegi őssejtek in vivo lokalizációjának problémájának végleges megoldását leginkább az akadályozó tényező jelenti, hogy nincsenek specifikus markerek ezen sejtek számára. Mindazonáltal gyakorlati szempontból nagyon érdekesek azok a beszámolók, amelyek szerint idegi őssejteket izoláltak olyan központi idegrendszeri régiókból, amelyek nem tartalmaznak szubependimális zónákat - az előagy harmadik és negyedik kamrájából, a gerincvelő háti és ágyéki régióinak gerincvelőiből. Különösen fontos az a tény, hogy a gerincvelő-sérülés fokozza a központi csatorna ependimális őssejtjeinek proliferációját, aminek következtében progenitor sejtek vándorolnak és differenciálódnak a gliomezodermális heg asztrocitáivá. Ezenkívül asztro- és oligodendrociták prekurzor sejtjeit is találták felnőtt patkányok sértetlen gerincvelőjében.

Így az irodalmi adatok meggyőzően bizonyítják a felnőtt emlősök, köztük az ember központi idegrendszerében egy regionális szártartalék jelenlétét, amelynek regeneratív-plasztikus kapacitása sajnos csak a fiziológiai regeneráció folyamatait képes biztosítani új neuronális hálózatok kialakulásával, de nem elégíti ki a reparatív regeneráció igényeit. Ez felveti a központi idegrendszer szárerőforrásainak exogén úton történő növelésének lehetőségeinek keresését, ami megoldhatatlan a központi idegrendszer embrionális szakaszban történő kialakulásának mechanizmusainak világos megértése nélkül.

Ma már tudjuk, hogy az embrionális fejlődés során a velőcső őssejtekből három sejttípus származik - neuronok, asztrociták és oligodendrociták, azaz a neuronok és a neuroglia egyetlen prekurzor sejtből származnak. Az ektoderma differenciálódása neurális progenitor sejtek klasztereivé a bHLH család proneurális génjeinek termékeinek hatására kezdődik, és a Notch család génjeihez tartozó receptor transzmembrán fehérje származékok expressziója blokkolja, amelyek korlátozzák a neurális prekurzor sejtek meghatározását és korai differenciálódását. A Notch receptorok ligandjai pedig a szomszédos sejtek transzmembrán Delta fehérjéi, amelyek extracelluláris doménjének köszönhetően közvetlen intercelluláris kapcsolatok és induktív kölcsönhatás valósulnak meg az őssejtek között.

Az embrionális neurogenezis program további megvalósítása nem kevésbé összetett, és úgy tűnik, fajspecifikusnak kell lennie. A neuroxenotranszplantációs vizsgálatok eredményei azonban azt mutatják, hogy az őssejtek kifejezett evolúciós konzervativizmussal rendelkeznek, aminek köszönhetően az emberi idegi őssejtek képesek migrálni és fejlődni, ha patkány agyába ültetik át őket.

Ismeretes, hogy az emlősök központi idegrendszerének rendkívül alacsony a reparatív regenerációs képessége, amelyet az jellemez, hogy az érett agyban nincsenek jelek új sejtes elemek megjelenésére, amelyek a sérülés következtében elpusztult neuronokat helyettesítenék. Neuroblaszt transzplantáció esetén azonban utóbbiak nemcsak beágyazódnak, szaporodnak és differenciálódnak, hanem képesek integrálódni az agyi struktúrákba és funkcionálisan pótolni az elveszett neuronokat. Elkötelezett neuronális progenitor sejtek átültetése esetén a terápiás hatás jelentősen gyengébb volt. Az ilyen sejtekről kimutatták, hogy alacsony a migrációs képességük. Ezenkívül a neuronális progenitor sejtek nem reprodukálják az ideghálózatok architektúráját, és nem integrálódnak funkcionálisan a recipiens agyába. E tekintetben aktívan tanulmányozzák a reparatív-plasztikus regeneráció kérdéseit a nem preformált multipotens idegi őssejtek átültetése során.

M. Aleksandrova és munkatársai (2001) tanulmányában a kísérletek első változatában a recipiensek ivarérett nőstény patkányok, a donorok pedig 15 napos embriók voltak. A recipiensekből eltávolították az agy nyakszirtkéregének egy szakaszát, és a feltételezett embrionális kéreg kamrai és szubventrikuláris régiók multipotens őssejtjeit tartalmazó, mechanikusan szuszpendált szövetét ültették be az üregbe. A kísérletek második változatában egy 9 hetes emberi embrió idegi őssejtjeit ültették be ivarérett patkányok agyába. A szerzők az embrionális agy periventrikuláris régiójából szövetdarabokat izoláltak, F-12 táptalajba helyezték őket, és ismételt pipettázással sejtszuszpenziót nyertek, majd speciális NPBM táptalajban tenyésztették növekedési faktorok - FGF, EGF és NGF - hozzáadásával. A sejteket szuszpenziós tenyészetben tenyésztették, amíg neuroszférák nem képződtek, amelyeket diszpergáltak, majd ismét a tenyészetbe ültettek. 4 passzázs után, összesen 12-16 napos tenyésztési idővel, a sejteket transzplantációra használták. A recipiensek tíznapos patkánykölykök és szexuálisan érett két hónapos Wistar patkányok voltak, akikbe immunszuppresszió nélkül 4 μl humán idegi őssejt-szuszpenziót injektáltak az agy laterális kamrájába. A munka eredményei azt mutatták, hogy a patkány agykéreg embrionális anlage-jának kamrai és szubventrikuláris zónájának disszociált sejtjei folytatták fejlődésüket az érett agyba történő allotranszplantáció során, azaz a differenciált recipiens agy mikrokörnyezetének tényezői nem blokkolták az embrió idegi őssejtjeinek növekedését és differenciálódását. A transzplantáció utáni korai szakaszban a multipotens sejtek folytatták a mitotikus osztódást, és aktívan migráltak a transzplantációs területről a recipiens agyszövetébe. A transzplantált embrionális sejtek, amelyek hatalmas migrációs potenciállal rendelkeztek, a recipiens agykéregének szinte minden rétegében megtalálhatók voltak a transzplantációs pálya mentén és a fehérállományban. Az idegsejtek migrációs pályájának hossza mindig szignifikánsan rövidebb volt (akár 680 μm-ig), mint a gliaelemeké (akár 3 mm-ig). Az agy vérerei és rostszerkezetei strukturális vektorokként szolgáltak az asztrocita migrációhoz, amit más tanulmányokban is megfigyeltek.

Korábban azt hitték, hogy a jelölt asztrociták felhalmozódása a recipiens agykérgének károsodásának területén összefüggésben állhat a transzplantátum és a recipiens szövetei közötti glia gát kialakulásával. A kompakt elhelyezkedésű sejttranszplantátumok szerkezetének vizsgálata azonban kimutatta, hogy citoarchitektúrájukat a káosz jellemzi, az átültetett sejtek réteges eloszlása nélkül. Az átültetett neuronok rendezettségének mértéke csak akkor közelítette meg a normál agykéregsejtekét, ha hiányzott a glia gát a donor és a recipiens szövetei között. Egyébként a transzplantált sejtek szerkezete atipikus volt, és maguk a neuronok hipertrófiának voltak kitéve. Az átültetett sejtek neuroimmunkémiai tipizálásával gátló GABA-erg neuronokat találtak a transzplantátumokban, és kimutatták a PARV, CALB és NPY fehérjék expresszióját. Következésképpen az érett agy megőrzi azokat a mikro-környezeti tényezőket, amelyek képesek támogatni az idegi multipotens sejtek proliferációját, migrációját és specifikus differenciálódását.

M. Aleksandrova és munkatársai (2001) 9 hetes embriók agyának periventrikuláris régiójából izolált emberi őssejtek tenyészetében nagyszámú nestin-pozitív multipotens sejtet találtak a negyedik passzázsban, amelyek közül néhány már in vitro differenciálódáson ment keresztül, és neuronális típus szerint fejlődött, ami megfelelt más szerzők tanulmányainak eredményeinek. Felnőtt patkányok agyába történő átültetés után a tenyésztett emberi őssejtek mitotikusan osztódtak, és a xenogén recipiens agy szövetébe vándoroltak. A sejtátültetésekben a szerzők két sejtpopulációt figyeltek meg - kicsi és nagyobb. Az utóbbiak mind a parenchymában, mind a recipiens agy rostszerkezetei mentén vándoroltak jelentéktelen távolságokon - 300 μm-en belül. A migrációs út legnagyobb kiterjedése (akár 3 mm) a kis sejtekre volt jellemző, amelyek közül néhány asztrocitákká differenciálódott, amit GFAP elleni monoklonális antitestek segítségével állapítottak meg. Mindkét sejttípus megtalálható volt az oldalsó kamra falában, ami arra utal, hogy a transzplantált sejtek a rostrális migrációs traktusba jutottak. Mind az emberekből, mind a patkányokból származó idegi őssejtek asztrocita származékai túlnyomórészt a recipiens agy vérkapillárisain és rostszerkezetein keresztül vándoroltak, ami egybeesik más szerzők adataival.

Az emberi őssejtek in vivo differenciálódásának elemzése GFAP, CALB és VIM elleni monoklonális antitestekkel mind asztrociták, mind neuronok kialakulását mutatta ki. A patkánytranszplantátumokban lévő sejtekkel ellentétben sok emberi őssejt vimentin-pozitív volt. Következésképpen az emberi multipotens sejtek egy része nem differenciálódott. Ugyanezek a szerzők később kimutatták, hogy az immunszuppresszió nélkül átültetett emberi idegi őssejtek a transzplantáció után 20 napig túléltek a patkány agyában, az érett agy gliasejtjei részéről származó immunagresszió jelei nélkül.

Megállapították, hogy még a Drosophila idegi őssejtjei is beágyazódnak és differenciálódnak egy olyan, a rovaroktól olyan távol álló taxon agyában, mint a patkány. A szerzők kísérletének helyessége kétségtelen: a transzgénikus Drosophila vonalak tartalmazták az NGF, GDNF és BDNF humán neurotróf faktorok génjeit, amelyeket a CaSper vektorba inszertáltak a Drosophila hősokk promóter alá, így az emlősök testhőmérséklete automatikusan kiváltotta ezek expresszióját. A szerzők a Drosophila sejteket a bakteriális galaktozidáz gén terméke alapján azonosították hisztokémiai X-Gal festéssel. Ezenkívül kiderült, hogy a Drosophila idegi őssejtek specifikusan reagálnak az emberi gének által kódolt neurotróf faktorokra: amikor egy gdnf gént tartalmazó transzgénikus Drosophila vonal sejtjeit xenotranszplantálták, a tirozin-hidroxiláz szintézise a differenciálódó idegi őssejtjeiben meredeken megnőtt, és az ngf gént tartalmazó sejtek aktívan termeltek acetilkolinészterázt. A xenotranszplantáció hasonló génfüggő reakciókat váltott ki az azzal együtt átültetett embrionális idegszövet allotranszplantációja során.

Ez azt jelenti, hogy a neurális őssejtek specifikus differenciálódását fajspecifikusan nem specifikus neurotróf faktorok indukálják? A szerzők eredményei szerint a xenograftot termelő neurotróf faktorok specifikus hatással voltak az allograftok sorsára, amelyek ebben az esetben intenzívebben fejlődtek, és 2-3-szor nagyobb méretűek voltak, mint a xenograftok hozzáadása nélkül az agyba bevitt allograftok. Következésképpen a neurotrofin géneket tartalmazó xenograft sejtek, különösen az emberi gliasejtből származó neurotróf faktort (GDNF) kódoló gén, fajspecifikusan nem specifikus hatást gyakorolnak az allograft fejlődésére, hasonlóan a megfelelő neurotrofin hatásához. Ismert, hogy a GDNF növeli a dopaminerg neuronok túlélését a patkány embrionális középagyában, fokozza a dopamin-anyagcserét ezekben a sejtekben, és indukálja a tirozin-hidroxiláz-pozitív sejtek differenciálódását, fokozza az axonnövekedést és növeli a neuronális sejttest méretét. Hasonló hatásokat figyeltek meg tenyésztett patkány középagyi dopaminerg neuronokban is.

Az emberi idegi őssejtek aktív migrációját figyelték meg kifejlett patkányok agyába történő xenotranszplantáció után. Ismert, hogy az idegi őssejtek migrációjának és differenciálódásának folyamatát speciális gének szabályozzák. A prekurzor sejthez vezető, a differenciálódás megkezdéséhez szükséges migrációs jelet a c-ret protoonkogén fehérjeterméke adja a GDNF-fel együtt. A következő jel a mash-1 géntől származik, amely a sejtfejlődési út megválasztását szabályozza. Ezenkívül a differenciálódó sejtek specifikus reakciója a ciliáris neurotróf faktor α-receptorától is függ. Így, tekintettel a xenogén emberi idegi őssejtek és a recipiens patkány agysejtek teljesen eltérő genetikai összetételére, nemcsak a neurotróf faktorok fajspecifikus nemspecificitását kell felismerni, hanem az idegi őssejtek specifikus differenciálódásáért felelős gének legmagasabb evolúciós konzervativizmusát is.

A jövő fogja megmutatni, hogy az embrionális neuroanyag xenotranszplantációja lehetséges lesz-e az oligodendrociták mielinszintézisének zavara által okozott neurodegeneratív kóros folyamatok idegsebészeti gyakorlatában. Eközben a neurotranszplantáció legintenzívebben tárgyalt kérdései az allogén idegi őssejtek kinyerésével kapcsolatosak embrionális vagy érett agyból tenyészetben, majd ezek irányított differenciálódásával neuroblasztokká vagy specializált neuronokká.

Idegrendszeri őssejt-transzplantáció

Egy felnőtt szervezet idegi őssejtjeinek proliferációjának és differenciálódásának serkentésére embrionális idegszövet transzplantációval lehetséges. Lehetséges, hogy az allografttal bevitt embrionális idegszövet őssejtjei maguk is proliferáción és differenciálódáson mennek keresztül. Ismert, hogy gerincvelői sérülés után az idegvezetők regenerációja a sérült axonok megnyúlása és a motoros neuronok sértetlen nyúlványainak axonjainak oldalirányú sarjazódása révén történik. A gerincvelő regenerálódását megakadályozó fő tényezők a kötőszöveti heg kialakulása a sérülés területén, a központi neuronok disztrófiás és degeneratív elváltozásai, az NGF-hiány, valamint a mielin lebomlási termékeinek jelenléte a sérülés területén. Kimutatták, hogy különböző sejttípusok - felnőtt állatok ülőidegének töredékei, embrionális nyakszirtkéreg, hippocampus, gerincvelő, Schwann-sejtek, asztrociták, mikroglia, makrofágok, fibroblasztok - átültetése a sérült gerincvelőbe elősegíti a sérült axonok regenerálódását sarjazással, és lehetővé teszi az újonnan képződött axonok növekedését a gerincvelői sérülés zónáján keresztül. Kísérletileg bebizonyosodott, hogy az embrionális idegszövet gerincvelő-sérülési területre történő átültetése neurotróf faktorok hatására felgyorsítja a sérült axonok növekedését, megakadályozza a gliaheg kialakulását, valamint a disztrófiás és degeneratív folyamatok kialakulását a központi neuronokban, miközben az átültetett embrionális idegszövet sejtjei túlélnek a gerincvelőben, integrálódnak a szomszédos szövetekkel, és elősegítik az axonnövekedést a sérülési területen keresztül dendritikus szinapszisok kialakulásával a gerincvelői neuronokon.

A regeneratív-plasztikai medicina ezen területe Ukrajnában a legnagyobb fejlődést érte el V. I. Cimbaljuk vezette tudományos csoport munkájának köszönhetően. Először is, ezek az embrionális idegszövet-transzplantáció hatékonyságát vizsgáló kísérleti vizsgálatok gerincvelő-sérülések esetén. A perifériás ideg autotranszplantációja során a szerzők a disztális varratzónában figyelték meg a legkifejezettebb destruktív változásokat, ahol a műtét utáni 30. napon ezek reparatív folyamatokkal kombinálódtak. Az allotranszplantáció során a beültetett ideg morfofunkcionális állapotát a 30. napon a zsíros degenerációval és amyloidózissal járó kifejezett pusztulás jellemezte, a Schwann-sejtek domináns atrófiájával járó fokális gyulladásos limfoid sejtes infiltráció hátterében. Az embrionális idegszövet átültetése nagyobb mértékben hozzájárult a gerincvelő vezetőképességének helyreállításához, különösen azoknál az állatoknál, amelyek a sérülést követő első 24 órában műtéten estek át: a gyulladásos és destruktív folyamatok intenzitásának csökkenésével párhuzamosan a gerincvelői neuronok fehérjeszintetizáló és energiatermelő ultrastrukturális elemeinek hipertrófiája és hiperpláziája, az oligodendrociták hipertrófiája és hiperpláziája volt megfigyelhető, az izom akciós potenciál amplitúdója 50%-kal, az impulzusvezetési sebesség pedig 90%-kal helyreállt. Az embrionális idegszövet átültetésének hatékonyságának a transzplantációs zónától függően történő értékelésekor azt tapasztalták, hogy a legjobb eredményeket akkor figyelték meg, amikor a graftot közvetlenül a gerincvelő-sérülés zónájába juttatták be. A gerincvelő teljes átmetszése esetén az embrionális idegszövet átültetése hatástalan volt. Dinamikus vizsgálatok kimutatták, hogy az embrionális idegszövet átültetésének optimális ideje a gerincvelő-sérülés utáni első 24 óra, míg a műtét elvégzését a sérülést követő 2-9. napon jelentkező kifejezett másodlagos ischaemiás-gyulladásos változások időszakában nem szabad helytállónak tekinteni.

Ismeretes, hogy a súlyos traumás agysérülés a lipidperoxidáció erőteljes és elhúzódó aktiválódását provokálja a poszttraumás időszak kezdeti és közbenső szakaszában mind a sérült agyszövetben, mind az egész testben, és megzavarja a sérült agy energia-anyagcseréjének folyamatait is. Ilyen körülmények között az embrionális idegszövet traumás sérülés területére történő átültetése elősegíti a lipidperoxidációs folyamatok stabilizálódását, növeli az agy és az egész test antioxidáns rendszerének potenciálját, fokozza annak antiradikális védelmét a poszttraumás időszak 35-60. napján. Ugyanebben az időszakban az embrionális idegszövet átültetése után az agy energia-anyagcseréje és oxidatív foszforilációs folyamatai normalizálódnak. Ezenkívül kimutatták, hogy a kísérleti traumás agysérülés utáni első napon a sérült félteke szövetének impedanciája 30-37%-kal, az ellenoldalié pedig 20%-kal csökken, ami generalizált agyödéma kialakulására utal. Az embrionális idegszövet átültetésén átesett állatoknál az ödéma involúciója jelentősen gyorsabban következett be - már a hetedik napon a sérült félteke szöveteinek átlagos impedanciaértéke elérte a kontrollszint 97,8%-át. Ezenkívül az impedanciaértékek teljes helyreállítását a 30. napon csak azoknál az állatoknál figyelték meg, amelyek embrionális idegszövet átültetésen estek át.

Súlyos traumás agysérülés utáni egyes neuronok elhalása az agyban a poszttraumás szövődmények egyik fő oka. A középagy és a velőállomány integrálódó dopaminerg és noradrenerg rendszereinek neuronjai különösen érzékenyek a sérülésre. A dopaminszint csökkenése a striopallidális komplexben és az agykéregben jelentősen növeli a motoros és mentális zavarok, epileptiform állapotok kialakulásának kockázatát, a hipotalamuszban pedig a dopamintermelés csökkenése számos vegetatív és szomatikus rendellenesség oka lehet a késői poszttraumás időszakban. A kísérletes traumás agysérüléssel kapcsolatos vizsgálatok eredményei azt mutatják, hogy az embrionális idegszövet átültetése segít helyreállítani a dopaminszintet a sérült agyféltekében, a dopamin és a noradrenalin szintjét a hipotalamuszban, valamint növeli a noradrenalin és a dopamin szintjét a középagyban és a velőállományban. Ezenkívül a kísérleti állatok sérült agyféltekébe történő embrionális idegszövet-átültetés eredményeként a foszfolipidek százalékos aránya normalizálódik, és a zsírsavak tartalma nő (C16:0, C17:0, C17:1, C18:0, C18:1 + C18:2, C20:3 + C20:4, C20:5).

Ezek az adatok megerősítik a regeneratív-plasztikus folyamatok stimulálását az átültetett embrionális idegszövet által, és jelzik a transzplantáció reparatív-trofikus hatását a recipiens agyára egészében.

Különös figyelmet érdemel az Ukrán Orvostudományi Akadémia AP Romodanov Idegsebészeti Intézetének munkatársainak klinikai tapasztalata az embrionális idegszövet átültetésében agyi bénulás esetén, amely egy rendkívül összetett, súlyos motoros diszfunkcióval járó patológia. Az agyi bénulás klinikai formái az izomtónus szabályozásáért és a motoros sztereotípiák kialakulásáért felelős integrális struktúrák károsodásának mértékétől függenek. Jelenleg elegendő bizonyíték áll rendelkezésre arra vonatkozóan, hogy a striopallidális-talamokortikális motoros szabályozórendszer kóros változásai fontos szerepet játszanak a motoros funkciókban és az izomtónus zavaraiban. E rendszer striopallidális kapcsolata a szabályozó funkciót a nigrostriatális dopamintermelésen keresztül látja el. A talamokortikális szabályozás megvalósításának közvetlen útja a putamen neuronjaiból indul ki, gamma-aminovajsav (GABA) és P-anyag közvetíti, és közvetlenül a globus pallidus belső szegmensének és a substantia nigra motoros zónájába vetül ki. Az indirekt útvonal, melynek hatása a GABA és az enkefalin részvételével valósul meg, a putamen neuronjaiból indul ki, és a bazális ganglionok magjait a globus pallidus külső szegmensét és a szubtalamikus magot magában foglaló kapcsolatok sorozatán keresztül érinti. A direkt útvonal vezetőképességének zavarai hipokinéziát okoznak, míg az indirekt útvonal struktúráinak vezetőképességének csökkenése hiperkinéziához vezet, ami az izomtónus megfelelő változásaival jár. A GABAerg vezetési útvonalak integritása a motoros szabályozórendszer különböző szintjein, valamint a dopaminerg kapcsolatok integrációja a putamen szintjén elengedhetetlen a talamokortikális interakciók szabályozásához. A motoros patológia leggyakoribb megnyilvánulása az agyi bénulás különböző formáiban az izomtónus zavara és ezzel szorosan összefüggő változás a reflex izomtevékenységben.

Az embrionális idegszövet átültetése agyi bénulás esetén az agyi struktúrák károsodásának jellegének alapos elemzését igényli. A szubarachnoidális cerebrospinális folyadékban található dopamin- és GABA-szintek meghatározása alapján a szerzők részletesen ismertették a funkcionális agyi struktúrák integrációjának zavarának mértékét, ami lehetővé tette a sebészeti beavatkozások eredményeinek objektivizálását és az ismételt neurotranszplantációk korrigálását. Az embrionális idegszövetet (egy 9 hetes embrió abortuszanyagát) az agyféltekék prekentális kanyarulatainak kéregének parenchymájába ültették át az atrófiás változások súlyosságától függően. A posztoperatív időszakban nem figyeltek meg szövődményeket vagy a betegek állapotának romlását. Pozitív dinamikát figyeltek meg a spasztikus formájú betegek 63%-ánál, az atóniás-esztétikai formájú gyermekek 82%-ánál, és a betegség vegyes formájával rendelkező betegeknek csak 24%-ánál. Megállapították a neurospecifikus fehérjék elleni autoantitestek jelenlétével járó magas szintű neuroszenzitizáció negatív hatását a műtét eredményeire. Az embrionális idegszövet átültetése hatástalannak bizonyult 8-10 éves és idősebb betegeknél, valamint súlyos hiperkinetikus szindróma és epilepszia esetén. Klinikailag az embrionális idegszövet átültetésének hatékonysága spasztikus agyi bénulásban szenvedő betegeknél új statomotoros készségek és akaratlagos mozgások kialakulásában nyilvánult meg, a kóros motoros sztereotípia korrekciójával, valamint a spaszticitás, a kóros testtartások és attitűdök csökkenésével. A szerzők úgy vélik, hogy az embrionális idegszövet átültetésének pozitív hatása a testtartás tónusának és az akaratlagos mozgások szabályozásában részt vevő supraspinális struktúrák funkcionális aktivitására gyakorolt normalizáló hatás eredménye. Ugyanakkor az embrionális idegszövet átültetésének pozitív klinikai hatásai a szubarachnoidális cerebrospinális folyadékban található neurotranszmitterek tartalmának csökkenésével járnak, ami az érintett agyi struktúrák integrális kölcsönhatásainak helyreállítását jelzi.

Létezik egy másik súlyos neurológiai patológia is - az apallikus szindróma, amelynek kezelési problémája sajnos messze nem megoldott. Az apallikus szindróma egy polietiológiai szubakut vagy krónikus állapot, amely a központi idegrendszer (főleg az agykéreg) súlyos szerves elváltozásainak következtében alakul ki, és amelyet a panapraxia és a panagnózia kialakulása jellemez, az agy limbikus-retikuláris komplexumának szegmentális-szár szakaszainak és képződményeinek viszonylag megőrzött funkciójával. A követéses vizsgálatok (1 évtől 3 évig) kimutatták, hogy az apallikus szindróma nem a gyermekek idegrendszerének tartós károsodásának végleges diagnózisa, hanem vagy szerves demenciává, vagy krónikus vegetatív állapotba alakul át. Az Ukrán Orvostudományi Akadémia AP Romodanov Idegsebészeti Intézetének Helyreállító Idegsebészeti Osztályán 21 apallikus szindróma következményeivel küzdő betegnél végeztek embrionális idegszövet-transzplantációt. Általános érzéstelenítésben, koronafúróval lyukat készítettek a komputertomográfia vagy mágneses rezonancia képalkotás által kimutatott legkifejezettebb sorvadásos elváltozások területén, és a szürke- vagy fehérállomány diffúz sorvadása esetén a transzplantátumot az agy precentrális és centrális gyrusába helyezték. A dura mater megnyitása után 8-9 hetes embriók szenzorimotoros kérgéből származó szövetdarabokat ültettek be intrakortikálisan egy speciális eszköz segítségével. A beültetett szövetminták száma 4-10 között mozgott, amelyet a fúrás mérete és az agyállományban bekövetkező lokális elváltozások mérete határozott meg. Más patológiákkal ellentétben az apallikus szindróma esetén a szerzők arra törekedtek, hogy a lehető legtöbb embrionális szövetet beültessék az agy legkönnyebben hozzáférhető területeire. A dura matert összevarrták, és a koponyadefektus plasztikai műtétét végezték el. A műtét során minden betegnél jelentős változások mutatkoztak mind a kéregben (atrófia, tekervények hiánya, az agyállomány színének és pulzációjának megváltozása), mind az agyhártyákban (a dura mater megvastagodása, az arachnoid membrán jelentős megvastagodása saját erek jelenlétével, a membránok összeolvadása az alatta lévő agyállománygal). Ezek a változások kifejezettebbek voltak azoknál a betegeknél, akiknek a kórtörténetében gyulladásos agyi elváltozások szerepeltek. A központi idegrendszeri hipoxián átesett betegeknél az agyállományban, különösen a kéregben, diffúz atrófiás változások domináltak, a szubarachnoidális tér növekedésével, az agyhártyákban jelentős változások nélkül. A betegek felénél fokozott lágyrész-, csont- és agyállományvérzés volt megfigyelhető. A műtétek után, hat hónapon belül-három éven belül, 16 betegnél javult az állapot, öt betegnél változatlan maradt. Pozitív dinamikát figyeltek meg mind a motoros, mind a mentális szférában. Tíz betegnél csökkent az izomtónus, 11 betegnél fokozódott a motoros aktivitás (csökkent a parézis,(a mozgáskoordináció javult), öt gyermeknél a felső végtagok manipulatív képessége jelentősen javult. Négy betegnél csökkent az epilepsziás rohamok gyakorisága és súlyossága, egy gyermeknél pedig egyáltalán nem jelentkeztek rohamok a műtét utáni teljes megfigyelési időszak alatt. Két gyermeknél csökkent az agresszió, két súlyos bulbáris rendellenességben szenvedő betegnél javult a nyelési aktus, két gyermek már 2 héttel a műtét után képes volt önállóan rágni. A mentális zavarok súlyosságának csökkenését figyelték meg, kilenc gyermek nyugodtabbá vált a műtét után, hét betegnél javult az alvás és a figyelem. Három apális szindróma következményeivel küzdő beteg kezdte felismerni a szüleit, egy - az utasítások követésében, kettő - a szavak kiejtésében, háromnál csökkent a dysarthria mértéke. A szerzők megjegyzik, hogy a betegek állapotában a műtét után 2 hónappal észrevehető javulás kezdődik, 5-6 hónapra éri el a maximumát, majd a javulás üteme lelassul, és az év végére a folyamat a betegek 50%-ánál stabilizálódik. A neurotranszplantáció pozitív hatása szolgált alapul hat, apalikus szindróma következményeivel küzdő beteg ismételt műtétéhez, de az agy másik féltekén. A második transzplantáció technikája és módszerei megegyeztek az első műtétével, de a második műtét klinikai hatása alacsonyabb volt, bár sem az első, sem a második sebészeti beavatkozás után nem merültek fel súlyos szövődmények. A szerzők szerint a neurotranszplantáció terápiás hatásának mechanizmusa az átültetett embrionális idegszövet neurotróf hatásával függ össze, amely nagyszámú növekedési, hormonális és egyéb biológiailag aktív anyagot tartalmaz, amelyek serkentik a sérült neuronok helyreállítását és a recipiens agyszövetének plasztikus átszervezését. Az is lehetséges, hogy aktiváló hatást fejt ki a korábban morfológiailag konzervált, de a betegség miatt funkcionális aktivitásukat elvesztő idegsejtek aktivitására. A gyors neurotróf hatás magyarázhatja a bulbáris funkciók javulását egyes gyermekeknél már a műtét utáni első vagy második hét végén. Feltételezhető, hogy ezen felül a harmadik vagy negyedik hónapra morfofunkcionális kapcsolatok jönnek létre a transzplantátum és a gazdaagy között, amelyeken keresztül a neurotranszplantátum pótolja az elhalt agysejtek funkcióit, ami a betegek motoros és mentális funkcióinak javításának alapja. Két gyermek már 2 héttel a műtét után képes volt önállóan rágni. A mentális zavarok súlyosságának csökkenését figyelték meg, kilenc gyermek nyugodtabbá vált a műtét után, hét betegnél javult az alvás és a figyelem. Három, apális szindróma következményeivel küzdő beteg kezdte felismerni a szüleit, egy - az utasítások követésében, kettő - a szavak kiejtésében.három esetben a dysarthria mértéke csökkent. A szerzők megjegyzik, hogy a betegek állapotában a műtét után 2 hónappal észrevehető javulás kezdődik, 5-6 hónapra éri el a maximumát, majd a javulás üteme lelassul, és az év végére a folyamat a betegek 50%-ánál stabilizálódik. A neurotranszplantáció pozitív hatása szolgált alapul egy ismételt műtéthez hat betegnél, akiknél apalikus szindróma következményei voltak, de az agy másik féltekén. A második transzplantáció technikája és módszere megegyezett az első műtétével, de a második műtét klinikai hatása alacsonyabb volt, bár sem az első, sem a második sebészeti beavatkozás után nem jelentkeztek súlyos szövődmények. A szerzők szerint a neurotranszplantáció terápiás hatásának mechanizmusa az átültetett embrionális idegszövet neurotróf hatásával függ össze, amely nagyszámú növekedési, hormonális és egyéb biológiailag aktív anyagot tartalmaz, amelyek serkentik a sérült neuronok helyreállítását és a recipiens agyszövetének plasztikus átszerveződését. Lehetséges az aktiváló hatás a korábban morfológiailag konzervált, de a betegség miatt funkcionális aktivitásukat elvesztő idegsejtek aktivitására is. Pontosan a gyors neurotróf hatás magyarázhatja a bulbáris funkciók javulását egyes gyermekeknél már a műtét utáni első vagy második hét végén. Feltételezhető, hogy ezzel együtt a harmadik vagy negyedik hónapra morfofunkcionális kapcsolatok jönnek létre a transzplantátum és a gazdaagy között, amelyeken keresztül a neurotranszplantátum pótolja az elhalt agysejtek funkcióit, ami a betegek motoros és mentális funkcióinak javításának szubsztrátja. Két gyermek már 2 héttel a műtét után képes volt önállóan rágni. A mentális zavarok súlyosságának csökkenését figyelték meg, kilenc gyermek nyugodtabbá vált a műtét után, hét betegnél javult az alvás és a figyelem. Három, apális szindróma következményeivel küzdő beteg kezdte felismerni a szüleit, egy - az utasítások követésében, kettő - a szavak kiejtésében, háromnál csökkent a dysarthria mértéke. A szerzők megjegyzik, hogy a betegek állapotában a műtét után 2 hónappal észrevehető javulás kezdődik, 5-6 hónapra éri el a maximumát, majd a javulás üteme lelassul, és az év végére a folyamat a betegek 50%-ánál stabilizálódik. A neurotranszplantáció pozitív hatása szolgált alapul hat, apallikus szindróma következményeivel küzdő beteg ismételt műtétéhez, de az agy másik féltekén. A második transzplantáció technikája és módszere megegyezett az első műtétével, de a második műtét klinikai hatása alacsonyabb volt, bár sem az első, sem a második sebészeti beavatkozás után nem jelentkeztek súlyos szövődmények. A szerzők szerint,A neurotranszplantáció terápiás hatásának mechanizmusa az átültetett embrionális idegszövet neurotróf hatásával függ össze, amely nagyszámú növekedési, hormonális és egyéb biológiailag aktív anyagot tartalmaz, amelyek serkentik a sérült neuronok helyreállítását és a recipiens agyszövetének plasztikus átszervezését. Lehetséges az aktiváló hatás a korábban morfológiailag konzervált, de a betegség miatt funkcionális aktivitásukat elvesztő idegsejtek aktivitására is. Pontosan a gyors neurotróf hatás magyarázhatja a bulbáris funkciók javulását egyes gyermekeknél már a műtét utáni első vagy második hét végén. Feltételezhető, hogy ezzel együtt a harmadik vagy negyedik hónapra morfofunkcionális kapcsolatok jönnek létre a transzplantátum és a gazdaagy között, amelyeken keresztül a neurotranszplantáció pótolja az elhalt agysejtek funkcióit, ami a betegek motoros és mentális funkcióinak javításának szubsztrátja, bár sem az első, sem a második műtéti beavatkozás után nem merültek fel súlyos szövődmények. A szerzők szerint a neurotranszplantáció terápiás hatásának mechanizmusa az átültetett embrionális idegszövet neurotróf hatásával függ össze, amely nagyszámú növekedési, hormonális és egyéb biológiailag aktív anyagot tartalmaz, amelyek serkentik a sérült neuronok helyreállítását és a recipiens agyszövetének plasztikus átszerveződését. Lehetséges az aktiváló hatás a korábban morfológiailag konzervált, de a betegség miatt funkcionális aktivitásukat elvesztő idegsejtek aktivitására is. Pontosan a gyors neurotróf hatás magyarázhatja a bulbáris funkciók javulását egyes gyermekeknél már a műtét utáni első vagy második hét végén. Feltételezhető, hogy ezzel együtt a harmadik vagy negyedik hónapra morfofunkcionális kapcsolatok jönnek létre a transzplantátum és a gazdaagy között, amelyeken keresztül a neurotranszplantáció pótolja az elhalt agysejtek funkcióit, ami a betegek motoros és mentális funkcióinak javításának szubsztrátja, bár sem az első, sem a második műtéti beavatkozás után nem merültek fel súlyos szövődmények. A szerzők szerint a neurotranszplantáció terápiás hatásának mechanizmusa az átültetett embrionális idegszövet neurotróf hatásával függ össze, amely nagyszámú növekedési, hormonális és egyéb biológiailag aktív anyagot tartalmaz, amelyek serkentik a sérült neuronok regenerálódását és a recipiens agyszövetének plasztikus átszerveződését. Lehetséges az aktiváló hatás a korábban morfológiailag konzervált, de a betegség miatt funkcionális aktivitásukat elvesztő idegsejtek aktivitására is.Pontosan a gyors neurotróf hatás magyarázhatja a bulbáris funkciók javulását egyes gyermekeknél már a műtét utáni első vagy második hét végén. Feltételezhető, hogy ezzel együtt a harmadik vagy negyedik hónapra morfofunkcionális kapcsolatok jönnek létre a transzplantátum és a gazdaagy között, amelyeken keresztül a neurotranszplantáció pótolja az elhalt agysejtek funkcióit, ami a betegek motoros és mentális funkcióinak javításának szubsztrátja.

Kísérletileg vizsgálták az embrionális idegszövet-átültetés hatását az interneuronális kapcsolatok reorganizációjára. A szerzők fluoreszcens lipofil DIL (1,1-dioktadecil-3,3,33'-tetrametil-indokarbocianin-perklorát) jelölő és konfokális lézerszkennelés segítségével vizsgálták az intermoduláris axonális kapcsolatok helyreállásának mintázatait az agykéreg mechanikai sérülésének területén fehér patkányokban, embrionális idegszövet-átültetéssel és anélkül. Megállapították, hogy az embrionális idegszövet bejuttatása a sérült területre biztosítja az axonok növekedését, amelyek a transzplantáción való áthaladás után kapcsolódnak a szomszédos agyszövethez, míg embrionális idegszövet-átültetés nélkül a sérült terület leküzdhetetlen akadályt jelent a növekvő axonok számára. Ebben a munkában embrionális (a terhesség 15-17. napja) neokortex átültetését végezték. A szerzők által elért eredmények további bizonyítékot szolgáltatnak az embrionális idegszövet-átültetés aktív hatására az agykéreg szomszédos strukturális és funkcionális moduljainak interneuronális kapcsolatainak poszttraumás reorganizációjára. Az embrionális idegszövet átültetése részlegesen helyreállítja az agykéreg sérült területei közötti kapcsolatokat azáltal, hogy kedvező feltételeket teremt az axonnövekedéshez a transzplantátum neurotróf faktorainak hatászónájában. Ezt a hatást kísérletileg is bizonyították, és az irodalomban az ivarérett állatok sérült agyának magas plasztikai képességére utaló bizonyítékként tárgyalják. E tekintetben a sejtátültetést jelenleg optimális terápiás stratégiának tekintik a sérült emberi központi idegrendszer működésének helyreállítására.

A szerzők által az agy embrionális idegszövetének exogén transzplantációs közegként való felhasználásának hatékonyságáról szerzett adatok megerősítik az agy ép, szomszédos területei közötti kommunikációs kapcsolatok célzott létrehozásának kilátásait. Az idegszövet-transzplantációnak a központi idegrendszer funkcionális paramétereinek dinamikájára gyakorolt hatását vizsgáló munka relevánsnak tűnik. A munka feladata az embrionális locus coeruleus (LC) transzplantációjának a LC neuronok morfofunkcionális mutatóira és a recipiensek mozgási aktivitására gyakorolt hatásának vizsgálata volt. A recipiensek nőstény Wistar patkányok, a donorok pedig azonos vonalú patkányok 18 napos embriói voltak. Az embrionális LC transzplantációját az agy harmadik kamrájának üregébe végezték. Hisztológiailag a recipiens állatok 75%-ánál észlelték a graft beágyazódását. A beágyazódás esetén a graft a kamra falához szomszédos volt, annak lumenének 1/5-2/5-ét töltötte ki, és életképes volt. A műtét után 1 és 6 hónappal az átültetett idegszövet morfológiai jellemzői szerint olyan struktúrákat képviselt, amelyek a normál ontogenetikai fejlődésük során keletkeztek volna, azaz gerincvelői struktúrákat (LC). A szerzők által szerzett adatok azt mutatják, hogy azokban az állatokban, amelyekbe az embrionális LC anlage-t átültették, a dinamikus aktivitás megváltozik, és az LC sejtmagok kromatinjának mátrix aktivitása megnő. Következésképpen a saját LC neuronjainak aktivitása fokozódik, de a beágyazódott transzplantátum is funkcionálisan aktív. Ismert, hogy a középagy úgynevezett mozgási régiója gyakorlatilag egybeesik az LC lokalizációjával. A szerzők úgy vélik, hogy a recipiens patkányok motoros aktivitásának változásának alapja az LC sejtek, mind a saját, mind a transzplantátum LC sejtjeinek aktiválódása, nagy mennyiségű norepinefrin felszabadulásával, beleértve a gerincvelői szegmenseket is. Így feltételezhető, hogy az állatok ép agyába történő LC-transzplantáció körülményei között a motoros aktivitás növekedése a recipiens agyával integrálódott, funkcionálisan aktív transzplantátum jelenlétének köszönhető, amely hozzájárul a patkányok mozgási aktivitásának aktiválódásához.

Ezenkívül kimutatták, hogy a neokortex és a gerincvelő embrionális rudimentumainak átültetett neuroepiteliális sejtjei túlélnek és neuroblasztokká, fiatal és érett neuronokká differenciálódnak 1-2 hónapon belül a kifejlett patkányok sérült ülőidegébe történő átültetésük után. A patkányok neokortexének és gerincvelőjének embrionális rudimentumainak NADPH-pozitív neuronjainak fejlődési dinamikájának heterotóp allograftokban (15 napos patkányembrió) történő vizsgálata során a neurograftok 70-80%-ának beágyazódását mutatták ki a recipiens patkányok ülőidegein keresztül készített hosszmetszeteken, ami a megfigyelési időszaktól függött. A műtét után egy héttel uni- és bipoláris neuroblasztok kezdtek kialakulni a graftokban, lekerekített, világos magokkal és egy vagy két nukleólusszal, amit klaszterek képződése kísért. A szerzőknek nem sikerült kimutatniuk a neuroblasztok között NADPH-diaforázt (NADPH-d) tartalmazó sejteket. 7 nap elteltével csak a vérerek sejtes elemei voltak NADPH-pozitívak - a transzplantátum vastagságában lévő kapilláris endotélsejtek, valamint a recipiens ülőidegének ereinek endotél- és simaizomsejtjei. Mivel az érrendszeri simaizomsejtekben az NO-szintáz (NOS) indukciója IL-1 hatására történik, a szerzők az ülőideg ereiben a NADPH-pozitív simaizomsejtek megjelenését az IL-1 jelenlétével társítják, amelyet a sérült idegtörzsekben szintetizálnak. Ismert, hogy az embrionális agytörzsek átültetése során a neurogenezis szinkronban történik az in situ neuronok fejlődésével. A morfológiai vizsgálatok eredményei azt mutatják, hogy a transzplantátumok egyes idegi elemeinek differenciálódása a transzplantáció után hét nappal megfelel az újszülött patkányok agyának hasonló részein található sejtek differenciálódásának. Így a perifériás idegbe történő heterotóp transzplantáció körülményei között az átültetett embrionális idegsejtek képesek NADPH-d szintetizálására. Ebben az esetben több NADPH-d-t tartalmazó neuron található a gerincvelő-transzplantátumokban, mint a neokortex transzplantátumokban, de a nitrogén-monoxid szintézise a transzplantált neuronokban később kezdődik, mint az in situ fejlődés során. A gerincesek központi idegrendszerében a NOS-pozitív sejtek már a prenatális időszakban megjelennek. Úgy vélik, hogy a NO elősegíti a szinaptikus kapcsolatok kialakulását a fejlődő agyban, és a kisagyi neuroblasztokban NO-szintézist biztosító NOS-pozitív idegafferens rostok jelenléte serkenti a neuronok migrációját és differenciálódását, aminek következtében normális agyi citoarchitektúra alakul ki. A NO fontos szerepét a szinapszogenezisben a tektumban igazolták - csak azok a neuronok bizonyultak NOS-pozitívnak, amelyek szinaptikus kapcsolatban álltak a retina sejtjeivel.

Ismeretes, hogy a nitrogén-monoxid az agyi aktivitás egyik szabályozója, ahol argininből képződik a diaforáz aktivitással rendelkező NO-szintáz hatására. A központi idegrendszerben a NO az erek endotélsejtjeiben, a mikrogliákban, az asztrocitákban és az agy különböző részeinek neuronjaiban szintetizálódik. Traumás agysérülés után, valamint hipoxia és ischaemia során megfigyelhető a NO-t tartalmazó neuronok számának növekedése, amely az agyi véráramlás egyik szabályozója. Tekintettel a NO szinapszogenezist indukáló képességére, különösen érdekes a NO-tartalmú sejtek képződésének vizsgálata neurotranszplantációs körülmények között, a recipiens idegszövetének traumás károsodásának hátterében.

Nem kevésbé fontos a neurotranszplantáció hatásának vizsgálata a feltételes reflex viselkedési sztereotípiára. Az embrionális locus coeruleus szövet intracerebrális és távoli (CII és CIII között) transzplantációjának (a terhesség 17-19. napja) a memóriafolyamatokra és a katekolamin-tartalomra gyakorolt hatását vizsgáló kísérletekben patkányokban a frontotemporális neokortex pusztulásával kimutatták, hogy az agy frontotemporális kérgének elektrolitikus károsodása megzavarja az elkerülés (memória) feltételes reflex érzelmi reakciójának sztereotípiáját, gyengíti a fiziológiai aktivitást, csökkenti a noradrenalin tartalmát a koagulált neokortex zónájában, de növeli annak szintjét a hipotalamuszban, ahol az adrenalin koncentrációjának csökkenése figyelhető meg, bár a vérben és a mellékvesékben lévő mennyisége nő.

Az embrionális locus coeruleus szövet intracerebrális transzplantációjának eredményeként az állatok 81,4%-ánál helyreáll a kondicionált reflex érzelmi elkerülési reakció sztereotípiája, amelyet az agykéreg frontotemporális régióinak elektrolitikus károsodása zavar, az adrenalin tartalma normalizálódik a középagy, a hipotalamusz és a neokortex retikuláris képződésében, és a hippocampusban a szintje is megnő, ami a vérben lévő adrenalin koncentrációjának csökkenésével párosul.

Az embrionális locus coeruleus szövet távoli átültetése nemcsak a frontotemporális kéreg elektrolitikus károsodásával járó patkányokban a feltételes reflex érzelmi elkerülési reakció zavart sztereotípiáját állítja vissza, hanem növeli a noradrenalin és az adrenalin tartalmát is, főként a hipotalamuszban, a vérben, a mellékvesékben és a szívben. Feltételezhető, hogy ez a transzplantátum vaszkularizációjának, a neurotranszmitterek véráramba jutásának, a vér-agy gáton való átjutásának, valamint az adrenalin és a noradrenalin újrafelvételének mechanizmusainak aktiválódásának köszönhető az 1., 2., 3. típusú felvétel révén. A szerzők úgy vélik, hogy a noradrenalin szintjének hosszú távú stabilizálódása a transzplantátum beágyazódásának és működésének körülményei között a locus coeruleus neuronjai által minimális dózisokban történő fokozatos felszabadulás jelenségének tekinthető.

Az embrionális idegszövet-átültetés pozitív klinikai hatásai az utóbbiak azon képességének is köszönhetők, hogy befolyásolják az érrendszeri neoplazma folyamatait, amelyek szabályozásában a növekedési faktorok és a citokinek közvetlenül részt vesznek. Az érképződést angiogén növekedési faktorok - a vaszkuláris endoteliális növekedési faktor (VEGF), az FGF, a PDGF és a TGF - aktiválják, amelyek az iszkémia során szintetizálódnak, és amelyek az angiogenezis kiváltó pillanataként működnek. Bizonyított, hogy az érrendszeri növekedési potenciál kimerülése a szervezet öregedési folyamata során következik be, ami jelentős szerepet játszik olyan betegségek patogenezisében, mint a koszorúér-betegség és az alsó végtagok obliteráló ateroszklerózisa. A szöveti iszkémia számos más betegségben is kialakul. Az angiogén faktorok iszkémiás zónákba történő bevezetése (terápiás angiogenezis) serkenti az erek növekedését az iszkémiás szövetekben, és javítja a mikrokeringést a kollaterális keringés kialakulása miatt, ami viszont növeli az érintett szerv funkcionális aktivitását.

A VEGF és az FGF tekinthető a legígéretesebbnek klinikai alkalmazásra. Az első randomizált vizsgálatok eredményei biztatóak voltak, különösen akkor, ha az angiogén faktorok optimális dózisát és beadási módjait helyesen választották meg. E tekintetben egy humán embrionális agyszövetből izolált kivonat angiogén aktivitásának kísérleti értékelését végezték el. A munkában a terhesség huszadik hetében nyert abortált anyagot használtak fel, amelyet I. Maciog és munkatársai (1979) módszere szerint dolgoztak fel, az IC ANRF által módosítva. Ez a gyógyszer az „Endothelial cell growth supplement” („Sigma”) analógja, és a humán angiogén faktorok, köztük a VEGF és az FGF természetes keveréke. A kísérleteket patkányokon végezték, hátsó végtag és szívizomszövet ischaemia modelljeivel. Az alkalikus foszfatáz aktivitásának vizsgálata alapján kísérleti állatokon, amelyeknek embrionális idegszövet-kivonatot adtak, a szívizom egységnyi területére jutó kapillárisok számának növekedését tapasztalták - mind a szív hosszanti, mind a transzverzális metszeteiben. A készítmény angiogén aktivitása az ischaemiás zónába történő közvetlen adagolás esetén, valamint szisztémás (intramuszkuláris) adagolás esetén is megnyilvánult, ami az infarktus utáni heg átlagos területének csökkenéséhez vezetett.

Az embrionális idegszövet-átültetés bármely változatánál rendkívül fontos a transzplantált embrionális anyag terhességi korának helyes megválasztása. A 8, 14 és 16-17 napos patkányembriók embrionális ventrális középagyából származó sejtkészítmények hatékonyságának összehasonlító elemzése az intrastriatális neurotranszplantációt követő három hónappal parkinsonizmusban szenvedő érett patkányokba az apomorfin által kiváltott motoros aszimmetria automatizált tesztjében a központi idegrendszeri sejtkészítmények szignifikánsan magasabb hatékonyságát mutatta ki a 8 napos embriókból és a legalacsonyabb hatékonyságot a 16-17 napos embrionális idegszövetből. A kapott adatok korreláltak a hisztomorfológiai elemzés eredményeivel, különösen a transzplantátumok méretével, a gliareakció súlyosságával és a bennük lévő dopaminerg neuronok számával.

Az embrionális idegszöveti sejtek terápiás hatásának különbségei összefüggésben állhatnak mind a sejtek éretlenségének és elkötelezettségének mértékével, mind pedig a dopaminerg neuronok indukált károsodásának területén felszabaduló növekedési faktorokra adott eltérő válaszaikkal. Különösen az EGF és az FGF2 hatása a telencephalikus idegi őssejtek fejlődésére in vivo az embriogenezis különböző szakaszaiban jelentkezik. A 8,5 napos egérembriók neuroepiteliális sejtjei, amikor in vitro tenyésztik őket szérummentes táptalajban, szaporodnak FGF2 jelenlétében, de nem EGF jelenlétében, amelyre csak a fejlődés későbbi szakaszaiban lévő embriók agyából izolált őssejt-populációk reagálnak. Ugyanakkor az idegi őssejtek szaporodnak mindegyik mitogénre válaszul, és additívan fokozzák a növekedést, ha EGF-et és FGF2-t adunk egy alacsony sejtszóródási sűrűségű tenyészethez. A 14,5 napos egérembriók germinális zónáiból származó EGF-reaktív idegi őssejteket az FGF-reaktív idegi őssejtek lineáris leszármazottainak tekintik, amelyek először 8,5 napos vemhesség után jelennek meg. Az idegi ős- és progenitor sejtek potenciális fenotípusa mikro-környezetük komplex hatásától függ. A 8-12 és 17-20 hetes emberi embriók periventrikuláris és hippokampális zónáiból származó idegi sejtek áramlási citofluorometriával végzett immunfenotípus-meghatározása jelentős variabilitást mutatott ki mind a terhességi korral, mind a donor bioanyag egyéni alkati jellemzőivel összefüggésben. Amikor ezeket az idegi progenitor sejteket szelektív szérummentes táptalajban EGF-fel, FGF2-vel és NGF-fel tenyésztik, a neuroszférák olyan sebességgel képződnek, amely jelentősen függ a terhességi kortól. Az 5-13 hetes emberi embriók agyának különböző részeiből származó sejtek, amikor rövid ideig FGF2-vel tenyésztik őket egyrétegű tenyészetben laminin szubsztráton, növekedési faktorok nyomnyi mennyiségének jelenlétében, 6 hétig fenntartják a proliferációt, a nestin-pozitív sejtek magas százalékával, a sejtek spontán képződésének hátterében, amelyek mindhárom idegi differenciálódási vonal markereit mutatják. Az emberi embrió középagyából 13 hétnél hosszabb terhességi időszakban izolált sejtek EGF hatására proliferálnak, és szintén neuroszférákat képeznek. Az EGF és az FGF2 kombinációjának alkalmazásával szinergikus hatást értek el. A neurális őssejtek legintenzívebb proliferációja és neuroszférák képződése akkor figyelhető meg, amikor 6-8 hetes emberi embriók agykéreg szövetét EGF2, IGF1 és 5% lószérum jelenlétében fibronektint tartalmazó szubsztráton tenyésztik.

Meg kell jegyezni, hogy a terhességi korra és az embrionális központi idegrendszer azon szakaszára vonatkozó kérdések, amelynek szövetét előnyösebb neurotranszplantáció céljából felhasználni, továbbra is nyitottak. A válaszokat a fejlődő agy neurogenezisében kell keresni, amely a prenatális időszakban is folytatódik - abban az időben, amikor a velőcső hámja többrétegű szerkezetet alkot. Úgy vélik, hogy az őssejtek és az új neuronok forrása a radiális glia, amely megnyúlt sejtekből áll, amelyek hosszú nyúlványai sugárirányban helyezkednek el az agyi vezikulák falához képest, és érintkeznek a kamrák belső felületével és az agyfal külső piális felszínével. Korábban a radiális glia csak egy neuronális traktus funkciójával volt felruházva, amelyen keresztül a neuroblasztok a ventrális régióból a felszíni szakaszokba vándorolnak, és csontvázszerű szerepet is kapott a kéreg helyes lamináris szerveződésének kialakításában. Ma már megállapították, hogy a fejlődés előrehaladtával a radiális glia asztrocitákká transzdifferenciálódik. Emlősökben jelentős része közvetlenül a születés után csökken, azonban azokban az állatfajokban, amelyekben a radiális glia felnőttkorig megmarad, a neurogenezis aktívan előfordul a posztnatális időszakban.

Kultúrában a rágcsálók embrionális neokortexéből származó radiális gliasejtek neuronokat és gliasejteket hoztak létre, a neuronok túlnyomórészt az embriófejlődés 14-16. terhességi korában (az egerek és patkányok agykérgében a neurogenezis maximális intenzitásának időszakában) képződtek. Az embriogenezis 18. napján a differenciálódás az asztrociták képződése felé tolódott el, az újonnan képződött neuronok számának jelentős csökkenésével. A radiális gliasejtek GFP-vel történő in situ jelölése lehetővé tette a jelölt sejtek aszimmetrikus osztódásának kimutatását 15-16 napos patkányembriók agyhólyagjainak üregében, a neuroblasztok immunológiai és elektrofiziológiai jellemzőivel rendelkező leánysejtek megjelenésével. Figyelemre méltó, hogy a dinamikus megfigyelések eredményei szerint a kialakuló neuroblasztok a radiális gliasejtek anyasejtjét használják a piális felszínre való migrációhoz.

A radiális glia endogén markere a nestin intermedier filament fehérje. A GFP-hez kapcsolódó retrovírussal jelölt és nestin kontrollja alatt expresszált sejtek fluoreszcens áramlásos szortírozásának módszerével kimutatták, hogy az emberi hippocampus dentate gyrus és hilus őssejtjei (az anyagot epilepszia miatti műtétek során nyerték) expresszálják a nestint. Ezért ezek a radiális gliasejtekhez tartoznak, amelyek emberben, más emlősökhöz hasonlóan, csak a dentate gyrusban konzerválódnak.

Ugyanakkor a sejtátültetés hatékonyságát nemcsak a donorsejtek magas életképessége, differenciálódási potenciálja és a hibás sejtek pótlására való képességük határozza meg, hanem mindenekelőtt az irányított migrációjuk. Az átültetett sejtek teljes funkcionális integrációja a migrációs képességüktől függ - a recipiens agyának citoarchitektúrájának megzavarása nélkül. Mivel a radiális glia szinte teljes redukción megy keresztül a posztnatális időszakban, meg kellett vizsgálni, hogy a donorsejtek hogyan tudnak a transzplantációs zónából az agykárosodás helyére mozogni felnőtt recipiensekben. A központi idegrendszerbe történő sejtvándorlásnak két olyan változata létezik, amelyek nem függenek a radiális gliától: a tangenciális migráció jelensége vagy a neuroblasztok mozgása az agykéreg radiális gliahálózatra merőleges fejlődése során, valamint a "sorban" vagy "lánc mentén" történő migráció. Különösen a neurális progenitor sejtek rostralis szubventrikuláris zónából a szaglóhagymába történő migrációja szorosan szomszédos sejtek sorozataként történik, amelyeket gliasejtek vesznek körül. Úgy vélik, hogy ezek a sejtek partnersejteket használnak migrációs szubsztrátként, és az ilyen intercelluláris kölcsönhatások fő szabályozója a PSA-NCAM (poliszialilált neurális sejtadhéziós molekula). Ezért a neuronális migráció nem feltétlenül igényli a radiális glia vagy a már meglévő axonális kapcsolatok részvételét. A sejtek extraradiális mozgása egy „húrban” a rostrális migrációs traktus mentén az egész életen át fennmarad, ami a transzplantált neurális progenitor sejtek érett idegrendszerbe történő célzott bejuttatásának valós lehetőségét jelzi.

Létezik egy hipotézis az őssejtvonal jelenlétéről az agy ontogenezisében, amely szerint az agyfejlődés korai szakaszában az őssejt egy neuroepiteliális sejt, amely érés során radiális gliává transzdifferenciálódik. Felnőttkorban az őssejtek szerepét az asztrociták jellemzőivel rendelkező sejtek töltik be. Számos vitatott pont ellenére (ellentmondások a hippocampus őssejtjeire, valamint az agy mélyebb részeire vonatkozóan, amelyek nem rendelkeznek réteges kéreggel és a talamikus tuberkulumokból fejlődnek ki, ahol a radiális glia hiányzik), az őssejtek fenotípusának az ontogenezis során bekövetkező következetes változásának világos és egyszerű koncepciója nagyon vonzónak tűnik.

A mikro-környezeti tényezők hatását az idegi differenciálódott sejtek meghatározására és későbbi differenciálódására egyértelműen kimutatták érett patkány gerincvelői őssejtek átültetésével az érett idegrendszer különböző régióiba. Amikor az őssejteket a dentate gyrusba vagy a szaglóhagymák neuronális migrációjának régiójába ültették át, az átültetett sejtek aktív migrációját figyelték meg, számos neuron kialakulásával. Az őssejtek gerincvelőbe és az Ammon-szarv régiójába történő átültetése asztrociták és oligodendrociták kialakulásához vezetett, míg a dentate gyrusba történő átültetés nemcsak gliasejtek, hanem neuronok kialakulásához is.

Egy kifejlett patkányban a dentate gyrusban osztódó sejtek száma elérheti a napi több ezer sejtet - ez a szemcsesejtek teljes számának kevesebb mint 1%-a. A neuronok a sejtek 50-90%-át, az asztociták és más gliaelemek pedig körülbelül 15%-át teszik ki. A fennmaradó sejtek nem rendelkeznek a neuronok és a glia antigén tulajdonságaival, de endotélsejt-antigéneket tartalmaznak, ami a neurogenezis és az angiogenezis közötti szoros összefüggésre utal a dentate gyrusban. Az endotélsejtek neuronális prekurzor sejtekké történő differenciálódásának lehetőségét támogatók az endotélsejtek in vitro BDNF-szintézisre való képességére hivatkoznak.

Az idegi áramkörök önszerveződési sebessége lenyűgöző: a differenciálódás során a szemcsesejtek prekurzor sejtjei a dentate gyrusba vándorolnak, és az Ammon-szarv SAZ zónája felé növekvő nyúlványokat képeznek, és szinapszisokat képeznek a piramis alakú glutamáterg és interkaláris gátló neuronokkal. Az újonnan létrehozott szemcsesejtek 2 héten belül integrálódnak a meglévő idegi áramkörökbe, és az első szinapszisok már 4-6 nappal az új sejtek megjelenése után megjelennek. BrdU vagy 3H-timidin (a felnőtt őssejtek azonosításának egyik módszere) gyakori adagolásával érett állatoknak nagyszámú jelölt neuront és asztrocitát találtak az Ammon-szarvban, ami arra utal, hogy új neuronok képződhetnek nemcsak a dentate gyrusban, hanem a hippocampus más részein is. Az érett agy hippocampusának dentate gyrusában zajló osztódási, differenciálódási és sejthalál folyamatok iránti érdeklődés annak is köszönhető, hogy az itt képződő neuronok a hippocampus egyik kulcsfontosságú területén lokalizálódnak, amelyek a tanulási és memóriafolyamatokért felelősek.

Így ma már megállapították, hogy a neurális progenitor sejtek kifejlett rágcsálók laterális kamrájának szubependimális zónájának sejtjeiből származnak. A longitudinálisan orientált asztrogliális sejtek által alkotott rostralis migrációs pálya mentén vándorolnak a szaglóhagymába, ahol beágyazódnak a szemcsesejt-rétegbe, és ilyen szerkezetű neuronokká differenciálódnak. Kimutatták a progenitor idegsejtek migrációját felnőtt majmok rostralis migrációs pályájában, ami arra utal, hogy új neuronok képződhetnek a főemlősök szaglóhagymájában. Idegsejteket izoláltak egy felnőtt ember szaglóhagymájából, és olyan sejtvonalakba ültették át, amelyek klónozott sejtjei neuronokká, asztrocitákká és oligodendrocitákká differenciálódnak. Őssejteket találtak patkányok, egerek, majmok és emberek érett agyának hippocampusában. A dentatus fascia szubgranuláris zónájának idegi őssejtjei a hippocampus mediális és laterális végtagjaiba vándorló progenitor sejtek forrásai, ahol érett szemcsesejtekké és gliaelemekké differenciálódnak. A dentate fascia de novo képződött neuronjainak axonjai a CA3 mezőig követhetők, ami az újonnan képződött neuronok részvételét jelzi a hippokampusz funkciók megvalósításában. Felnőtt majmok neokortexének asszociációs területein a szubventrikuláris zónából migráló neuronális progenitor sejteket találtak. Az egér agy neokortexének VI. rétegében új piramissejteket detektáltak 2-28 héttel a réteg natív neuronjainak indukált károsodása és pusztulása után, a szubventrikuláris zóna korábban szunnyadó progenitor sejtjeinek migrációja miatt. Végül, az emberi agyban a posztnatális neurogenezis valóságát a kérgi neuronok számának kétszeres növekedése bizonyítja, amely a születést követő első 6 évben is folytatódik.

A gyakorlati sejttranszplantáció szempontjából nem kis jelentőséggel bír az idegi ős- és progenitor sejtek szaporodási és differenciálódási folyamatainak szabályozásának kérdése. Az idegi progenitor sejtek proliferációját gátló legfontosabb tényezők a glükokortikoidok, amelyek jelentősen csökkentik az osztódások számát, míg a mellékvesék eltávolítása ezzel szemben jelentősen növeli a mitózisok számát (Gould, 1996). Figyelemre méltó, hogy a rágcsálóknál a fogazott gyrus morfogenezise a posztnatális fejlődés első két hetében a legintenzívebb, a stresszre adott reakció hiányában, a mellékvesekéreg szteroid hormonjainak termelésének és szekréciójának hirtelen csökkenésének hátterében. A kortikoszteroidok gátolják a szemcsesejtek migrációját - az új neuronok nem ágyazódnak be a fogazott gyrus szemcsés rétegébe, hanem a hilusban maradnak. Feltételezhető, hogy a szinaptikus kapcsolatok kialakulásának folyamatai egyidejűleg zavart szenvednek. A sejtek ilyen „szteroid agresszióval” szembeni védelmét a mineralokortikoid és glükokortikoid receptorok minimális expressziója biztosítja a proliferáló szemcsesejteken, nemcsak a fogazott gyrus fejlődése során, hanem kifejlett állatokban is. Az agy összes neuronja közül azonban a hippocampus neuronjaira jellemző a legmagasabb glükokortikoid receptor tartalom, ami stresszhatást okoz a hippocampusban. A pszichoemocionális stressz és a stresszes helyzetek gátolják a neurogenezist, a krónikus stressz pedig jelentősen csökkenti az állatok új készségek elsajátításának és tanulásának képességét. A krónikus stressz neurogenezisre gyakorolt kifejezettebb negatív hatása teljesen érthető, ha figyelembe vesszük az idegi őssejtek túlnyomórészt szunnyadó állapotát. Vemhes patkányok immobilizálása során (rágcsálóknál - rendkívül erős stresszfaktor) azt találták, hogy a prenatális stressz a dentatus gyrus sejtjeinek számának csökkenését is okozza, és jelentősen gátolja a neurogenezist. Ismert, hogy a glükokortikoidok részt vesznek a depressziós állapotok patogenezisében, amelynek morfológiai megfelelője a neurogenezis gátlása, a neuronok és az interneuronális kapcsolatok kóros átszervezése, valamint az idegsejtek pusztulása. Másrészt az antidepresszáns kemoterápiás szerek aktiválják a de novo neuronok képződését, ami megerősíti a hippocampusban az új neuronok képződésének folyamatai és a depresszió kialakulása közötti összefüggést. Az ösztrogének jelentős hatással vannak a neurogenezisre, amelynek hatása ellentétes a glükokortikoszteroidok hatásával, és az idegi progenitor sejtek proliferációjának és életképességének támogatásában áll. Meg kell jegyezni, hogy az ösztrogének jelentősen növelik az állatok tanulási képességét. Egyes szerzők a szemcsesejtek számának ciklikus változásait és a nőstények túlzott számát az ösztrogének hatásával társítják.

Ismert, hogy a neurogenezist az EGF, az FGF és a BDNF szabályozza, azonban a mitogénekből és növekedési faktorokból származó külső jelek őssejtekre gyakorolt hatásának mechanizmusait nem vizsgálták kellőképpen. Megállapították, hogy a PDGF in vitro fenntartja a progenitor sejtek neuronális differenciálódásának irányát, és a ciliáris neurotróf faktor (CNTF), a trijód-tironinhoz hasonlóan, serkenti a túlnyomórészt gliális elemek - asztrociták és oligodendrociták - képződését. Az agyalapi mirigy adenilát-cikláz-aktiváló fehérje (PACAP) és a vazoaktív intesztinális peptid (VIP) aktiválja a neurális progenitor sejtek proliferációját, ugyanakkor gátolja a leánysejtek differenciálódási folyamatait. Az opioidok, különösen hosszú távú expozíciójuk esetén, jelentősen gátolják a neurogenezist. Az opioid receptorokat azonban nem azonosították a dentate gyrus őssejtjeiben és neurális progenitor sejtjeiben (az embrionális időszak differenciálódó neuronjaiban vannak jelen), ami nem teszi lehetővé az opioidok közvetlen hatásainak felmérését.

A gyakorlati regeneratív-plasztikai gyógyászat igényei arra kényszerítették a kutatókat, hogy különös figyelmet fordítsanak az őssejtek pluri- és multipotenciájának tanulmányozására. Ezen tulajdonságok megvalósítása egy felnőtt szervezet regionális őssejtjeinek szintjén a jövőben biztosíthatja a szükséges transzplantációs anyag előállítását. A fentiekben bemutattuk, hogy az idegi őssejtek epigenetikus stimulációja lehetővé teszi már idegi fenotípusok szerint előformált proliferáló sejtek előállítását, ami korlátozza azok számát. Az embrionális őssejtek totipotens tulajdonságainak kihasználása esetén a proliferáció a megfelelő számú sejt eléréséig korábban következik be, mint az idegi differenciálódás, és a szaporodott sejtek könnyen átalakíthatók idegi fenotípusúvá. Az idegi őssejtek előállításához az ESC-ket a blasztociszta belső sejttömegéből izolálják, és LIF kötelező jelenlétében tenyésztik, amely megőrzi totipotenciájukat és a korlátlan osztódás képességét. Ezt követően retinsav segítségével indukálják az ESC-k idegi differenciálódását. A kapott idegi őssejteknek a kinolin és 6-hidroxidopamin által károsított striatumba történő átültetését dopaminerg és szerotonerg neuronokká történő differenciálódásuk kíséri. A patkányembrió agyának kamráiba injektált, ESC-ből származó neurális progenitor sejtek a recipiens agy különböző régióiba vándorolnak, beleértve a kérget, a striatumot, a szeptumot, a talamuszt, a hipotalamuszt és a kisagyat. A kamraüregben maradó sejtek velőcsőhöz hasonló hámsejteket, valamint nem idegi szövetből álló különálló szigeteket alkotnak. A recipiens embrió agyparenchymájában az átültetett sejtek az idegrendszer három fő sejttípusát termelik. Némelyikük megnyúlt apikális dendritekkel, piramissejttestekkel és a corpus callosumba nyúló bazális axonokkal rendelkezik. A donor eredetű asztrociták nyúlványokat terjesztenek ki a közeli kapillárisokig, az oligodendrociták pedig szorosan érintkeznek a mielin muffokkal, részt véve a mielin képződésében. Így az ESC-kből in vitro nyert neurális progenitor sejtek képesek irányított migrációra és a mikro-környezeti jeleknek megfelelő regionális differenciálódásra, neuronokkal és gliasejtekkel látva el a fejlődő agy számos területét.

Egyes szerzők a felnőtt szervezet regionális őssejtjeinek de- és transzdifferenciálódási lehetőségét vizsgálják. A sejtek dedifferenciálódásának közvetett megerősítését a kultúrában, potenciáljuk bővülésével, az egér idegi őssejtek vörös csontvelőbe történő beágyazódásával, majd azokból kialakuló sejtvonalakkal kapcsolatos adatok szolgáltatják, amelyek funkcionálisan aktív perifériás vérsejteket eredményeztek. Ezenkívül az érett vagy embrionális agyból származó, genetikailag jelölt (LacZ) neuroszféra sejtek besugárzott, elnyomott vérképzésű egerek agyába történő átültetése nemcsak az őssejtekből származó idegi származékok képződéséhez vezetett, hanem vérsejtek keletkezését is, ami az idegi őssejtek agyon kívüli pluripotenciájára utal. Így az idegi őssejt képes vérsejtekké differenciálódni a csontvelő mikrokörnyezetéből érkező jelek hatására, előzetesen vérképző őssejtté alakulva. Másrészt, amikor csontvelői vérképző őssejteket ültettek be az agyba, megállapították azok differenciálódását az agyszövet mikrokörnyezetének hatása alatt glia- és idegsejtekké. Következésképpen az idegi és hematopoietikus őssejtek differenciálódási potenciálját nem korlátozza a szövetspecificitás. Más szóval, a helyi mikro-környezet tényezői, amelyek eltérnek az agy és a csontvelő szöveteire jellemzőktől, képesek megváltoztatni ezen sejtek differenciálódásának irányát. Kimutatták, hogy a besugárzott egerek vénás rendszerébe bevitt idegi őssejtek mieloid, limfoid és éretlen hematopoietikus sejtek populációit hozzák létre a lépben és a csontvelőben. In vitro megállapították a csontvelő morfogenetikus fehérjéinek (BMP-k) hatását az idegi őssejtek túlélésére és differenciálódására, meghatározva – akárcsak az embriogenezis korai szakaszában – fejlődésüket idegi vagy gliális irányban. 16 napos patkányembriókból származó idegi őssejt-kultúrákban a BMP-k neuronok és asztroglia képződését indukálják, míg a perinatális agyból származó őssejt-kultúrákban csak asztrociták képződnek. Ezenkívül a BMP-k gátolják az oligodendrociták képződését, amelyek in vitro csak a BMP-antagonista noggin hozzáadásával jelennek meg.

A transzdifferenciálódási folyamatok fajspecifikusak: az érett patkányok striatumba átültetett emberi csontvelői hematopoietikus őssejtek a külső tok fehérállományába, az ipsi- és kontralaterális neokortexbe vándorolnak, ahol asztrocitaszerű sejtes elemeket alkotnak (Azizi et al., 1998). Amikor a csontvelői őssejteket allotranszplantálják újszülött egerek laterális kamrájába, a hematopoietikus őssejtek migrációja az előagy és a kisagy struktúráiig követhető nyomon. A hippocampus striatumában és molekuláris rétegében a migrált sejtek asztrocitákká alakulnak, a szaglóhagymában, a kisagy belső szemcsesejt-rétegében és az agytörzs retikuláris formációjában pedig neuronszerű sejteket képeznek, amelyek pozitívan reagálnak a neurofilamentumokra. Hemopoietikus sejtek felnőtt egereknek történő intravénás beadását követően GFP-vel jelölt mikro- és asztrocitákat detektáltak a neokortexben, a talamuszban, az agytörzsben és a kisagyban.

Ezenkívül a csontvelői mezenchimális őssejtek, amelyekből mindenféle kötőszöveti sejt létrejön, bizonyos körülmények között neurális transzdifferenciálódáson is áteshetnek (emlékeztetőül, hogy a mezenchima embrionális forrása a neurális taréjsejtek). Kimutatták, hogy az EGF vagy BDNF jelenlétében in vitro tenyésztett emberi és egér csontvelői stromális sejtek expresszálják a neurális progenitor sejtek nestin markerét, és a növekedési faktorok különböző kombinációinak hozzáadása glia (GFAP) és neuronok (nukleáris fehérje, NeuN) markereit tartalmazó sejtek kialakulásához vezet. Az újszülött egerek agyának laterális kamrájába átültetett jelölt szingén mezenchimális őssejtek az előagyban és a kisagyban vándorolnak és lokalizálódnak anélkül, hogy megzavarnák a recipiens agy citoarchitektúráját. A csontvelői mezenchimális őssejtek érett asztrocitákká differenciálódnak a hippocampus striatumában és molekuláris rétegében, és benépesítik a szaglóhagymát, a kisagy szemcsés rétegeit és a retikuláris formációt, ahol neuronokká alakulnak. Az emberi csontvelői mezenchimális őssejtek képesek in vitro makrogliává differenciálódni, és transzplantáció után integrálódni a patkány agyszerkezeteibe. A csontvelő mezenchimális őssejtek felnőtt patkányok hippocampusába történő közvetlen átültetését az agy parenchymájába való vándorlásuk és neurogliális differenciálódásuk is kíséri.

Feltételezik, hogy a csontvelői őssejtek átültetése bővítheti a neuronok túlzott kóros elhalásával jellemezhető központi idegrendszeri betegségek sejtterápiájának lehetőségeit. Meg kell azonban jegyezni, hogy nem minden kutató ismeri fel az idegi és hematopoietikus őssejtek kölcsönös átalakulásának tényét, különösen in vivo, ami ismét annak köszönhető, hogy nincs megbízható marker a transzdifferenciálódásuk és további fejlődésük értékelésére.

Az őssejt-transzplantáció új horizontokat nyit az örökletes neurológiai patológiák sejtes génterápiája számára. Az idegi őssejtek genetikai módosítása genetikai szabályozó konstrukciók beültetését jelenti, amelyek termékei automatikus szabályozási módban kölcsönhatásba lépnek a sejtciklus-fehérjékkel. Az ilyen gének embrionális progenitor sejtekbe történő transzdukcióját az idegi őssejtek szaporítására használják. A legtöbb genetikailag módosított sejtklón stabil sejtvonalként viselkedik, sem in vivo, sem in vitro nem mutatnak átalakulás jeleit, de kifejezett képességgel rendelkeznek a proliferáció kontakt gátlására. Átültetéskor a szaporított transzfektált sejtek beépülnek a recipiens szövetbe anélkül, hogy megzavarnák a citoarchitektúrát, és tumor transzformáción mennének keresztül. A donor idegi őssejtek nem deformálják az integrációs zónát, és egyenlően versenyeznek a helyért a gazda progenitor sejtjeivel. A 2-3. napon azonban a transzfektáns sejtek osztódásának intenzitása meredeken csökken, ami megfelel a proliferációjuk kontakt gátlásának in vitro. Az idegi őssejteket befogadó embrióknál nincsenek rendellenességek a központi idegrendszer fejlődésében, az agynak a transzplantátummal érintkező összes területe normálisan fejlődik. A transzplantáció után az idegi őssejtek klónjai gyorsan vándorolnak az injekciós zónából, és gyakran túllépik a megfelelő embrionális zónákat a rostralis traktus mentén, megfelelően integrálódva az agy más területeivel. A genetikailag módosított idegi őssejtek klónjainak és transzfektált sejtvonalainak integrációja a gazdaszervezet agyába nemcsak az embrionális időszakra jellemző: ezek a sejtek a magzat, az újszülött, a felnőtt és az öregedő recipiens szervezet központi idegrendszerének számos területére beültethetők, és megfelelő integrációra és differenciálódásra képesek. Különösen az agy kamraüregébe történő transzplantáció után a transzfektált sejtek a vér-agy gát károsítása nélkül vándorolnak, és az agyszövet integrális funkcionális sejtkomponenseivé válnak. A donor neuronok megfelelő szinapszisokat képeznek és specifikus ioncsatornákat expresszálnak. A vér-agy gát integritásának megőrzésével az asztroglia, a transzfektáns idegi őssejtek származéka, kiterjeszti a nyúlványokat az agyi erekre, a donor eredetű oligodendrociták pedig mielin bázikus fehérjét és mielinát neuronális nyúlványokat expresszálnak.

Ezenkívül neurális őssejteket transzfektálnak sejtes vektorként való felhasználásra. Az ilyen vektor-genetikai konstrukciók biztosítják az idegrendszer fejlődésében részt vevő idegen gének in vivo stabil expresszióját, vagy meglévő genetikai hibák korrigálására szolgálnak, mivel ezen gének termékei képesek kompenzálni a központi idegrendszer különböző biokémiai rendellenességeit. A transzfektált őssejtek magas migrációs aktivitása és a fejlődő agy különböző területeinek germinális zónáiba történő megfelelő beültetés lehetővé teszi számunkra, hogy reménykedjünk a sejtenzimek örökletes hiányának teljes helyreállításában. Az ataxia-telangiektázia szindróma modellezésében (mutáns egérvonalak pg és pcd) a Purkinje-sejtek eltűnnek a kísérleti állatok kisagyából a posztnatális fejlődés első heteiben. Kimutatták, hogy a neurális őssejtek ilyen állatok agyába történő bejuttatása Purkinje-sejtekké és granuláris neuronokká történő differenciálódásával jár. A pcd mutánsokban a mozgáskoordinációs zavarok részlegesen korrigálódnak, és a tremor intenzitása csökken. Hasonló eredményeket kaptak klónozott emberi neurális őssejtek főemlősökbe történő átültetésével, amelyekben onkonáz segítségével Purkinje-sejtek degenerációját indukálták. A transzplantáció után a donor idegi őssejteket a kisagy parenchyma granuláris, molekuláris és Purkinje-sejt rétegeiben találták meg. Ezért az idegi progenitor sejtek genetikai módosítása a fenotípus stabil, elkötelezett módosítását biztosíthatja, amely ellenáll a külső hatásoknak. Ez különösen fontos a recipiensben kialakuló olyan kóros folyamatokban, amelyek megakadályozzák a donor sejtek túlélését és differenciálódását (pl. immun agresszió során).

Az emberi VII-es típusú mukopoliszacharidózist neurodegeneráció és progresszív értelmi fogyatékosság jellemzi, amelyet egerekben a béta-glükuronidáz gén deléciós mutációja modellez. A béta-glükuronidázt kiválasztó transzfektált neurális őssejtek újszülött, defektív recipiens egerek agykamráiba történő átültetése után a donorsejtek először a terminális zónában találhatók, majd az agy parenchymájában szétterjednek, stabilan korrigálva a lizoszómák integritását mutáns egerek agyában. A Tay-Sachs-kór modelljében a retrovírussal transzdukált neurális őssejtek, amikor azokat in utero egérmagzatoknak adják be és újszülött egerekbe transzplantálják, a béta-hexoszaminidáz béta-alegységének hatékony expresszióját biztosítják a béta-hexoszaminidáz béta-alegységének olyan recipiensekben, akiknél a mutáció a béta2-gangliozid kóros felhalmozódásához vezet.

A regeneratív gyógyászat egy másik iránya a beteg saját idegi őssejtjeinek proliferatív és differenciálódási potenciáljának stimulálása. Különösen az idegi őssejtek választanak ki NT-3-at patkányokban a gerincvelő félbeszakítása és az agy fulladása során, NGF-et és BDNF-et expresszálnak a szeptumban és a bazális ganglionokban, tirozin-hidroxilázokat a striatumban, valamint reelint a kisagyban és mielin bázikus fehérjét az agyban.

A neurogenezis stimulációjának kérdései azonban egyértelműen nem kapnak kellő figyelmet. Néhány tanulmány arra utal, hogy a szagok megkülönböztetéséért felelős idegközpontok funkcionális terhelése az új neuronok képződésében tükröződik. A neuronális adhéziós molekulák hiányában szenvedő transzgénikus egerekben a neurogenezis intenzitásának csökkenése és a szaglóhagymákba vándorló neuronok számának csökkenése a szagok megkülönböztetésének képességének romlásával párosult, bár a szaglási küszöb és a rövid távú szaglómemória nem károsodott. A dentate gyrus sejtjeinek funkcionális állapota fontos szerepet játszik a neurogenezis szabályozásában: a glutamát szemcsesejtekre gyakorolt hatásának gyengülése az entorhinális kéreg pusztulása után elősegíti a neuronok proliferációját és differenciálódását, a perforáns pálya rostjainak (a hippocampus fő afferens bemenete) stimulációja pedig a neurogenezis gátlását okozza. Az NMDA receptor antagonisták aktiválják az új neuronok képződésének folyamatait, míg az agonisták ezzel szemben csökkentik a neurogenezis intenzitását, ami hatásában hasonlít a glükokortikoszteroidok hatására. Az irodalomban ellentmondásos kutatási eredmények találhatók: a serkentő neurotranszmitter glutamát neurogenezisre gyakorolt kísérletileg bizonyított gátló hatásáról szóló információk nem egyeznek meg a progenitor sejtek proliferációjának stimulálására és az új neuronok megjelenésére vonatkozó adatokkal, amelyek a görcsrohamok fokozódásával járnak kísérleti caine és pilokarpin epilepszia modellekben szenvedő állatok hippocampusában. Ugyanakkor az agy egy bizonyos területének többszörös küszöb alatti stimulációja (kindling) által okozott és kevésbé kifejezett neuronhalállal jellemzett epilepszia hagyományos modelljében a neurogenezis intenzitása csak a kindling késői fázisában fokozódik, amikor a hippocampusban neuronok károsodása és pusztulása figyelhető meg. Kimutatták, hogy epilepsziában a görcsrohamok stimulálják a neurogenezist az új szemcseneuronok rendellenes lokalizációjával, amelyek közül sok nemcsak a dentatus gyrusban, hanem a hilusban is megjelenik. Az ilyen neuronok nagy jelentőséggel bírnak a moharost sarjazásának fejlődésében, mivel axonjaik normális esetben hiányzó fordított oldalágakat alkotnak, amelyek számos szinapszist alkotnak a szomszédos szemcsesejtekkel.

A regionális neurális őssejtek alkalmazása új távlatokat nyit a sejttranszplantáció alkalmazásában a metabolikus és genetikai neurodegeneratív betegségek, a demyelinizációs betegségek és a központi idegrendszer poszttraumás rendellenességeinek kezelésében. A helyettesítő sejttranszplantáció elvégzése előtt az egyik módszer szerint ex vivo kiválasztják és szaporítják a szükséges típusú neurális progenitor sejteket azzal a céllal, hogy azokat közvetlenül az agy sérült területére bejuttathassák. A terápiás hatás ebben az esetben a sérült sejtek pótlásának vagy növekedési faktorok és citokinek lokális felszabadulásának köszönhető. Ez a regeneratív-plasztikai terápia módszere kellően nagyszámú, előre meghatározott funkcionális jellemzőkkel rendelkező sejt átültetését igényli.

További vizsgálatokat kell végezni az érett agyi őssejtek molekuláris jellemzőiről és regeneratív-plasztikus potenciáljáról, valamint a különböző szöveti eredetű regionális őssejtek transzdifferenciálódási képességéről. Napjainkban már elvégezték a csontvelői hematopoietikus őssejtek antigénjeinek szűrését, meghatározva az idegi őssejtekké transzdifferenciálódni képes sejtek markerkombinációját (CD 133+, 5E12+, CD34-, CD45-, CD24). Olyan sejteket nyertek, amelyek in vitro neuroszférákat képeznek, és neuronokat képeznek, amikor újszülött immunhiányos egerek agyába ültetik át őket. A sejtes xenotranszplantológia számára érdekesek az őssejtek evolúciósan távoli taxonok egyedeiben történő kereszttranszplantációjának lehetőségét vizsgáló tanulmányok eredményei. Az idegi őssejtek agydaganatos területre történő beültetésének eredményei továbbra sem értelmezhetők megfelelően: az átültetett sejtek aktívan vándorolnak a daganat térfogatában anélkül, hogy túllépnék annak határait, és amikor a sejteket az agy ép részébe juttatják, aktív migrációjuk figyelhető meg a daganat felé. Az ilyen migráció biológiai jelentőségének kérdése továbbra is nyitott.

Meg kell jegyezni, hogy az idegi őssejtek, valamint az ESC-kből nyert más idegi progenitor sejtek sikeres átültetése csak nagy tisztaságú idegi progenitor sejtek alkalmazásával lehetséges, mivel a differenciálatlan embrionális őssejtek elkerülhetetlenül teratómákká és teratokarcinómákká alakulnak át, amikor felnőtt immunkompetens recipiensbe ültetik át őket. Már a donorsejt-szuszpenzióban lévő minimális mennyiségű rosszul differenciált sejt is meredeken növeli a transzplantáció tumorgenitását, és elfogadhatatlanul növeli a tumorfejlődés vagy a nem idegi szövetek kialakulásának kockázatát. Az idegi progenitor sejtek homogén populációinak előállítása akkor lehetséges, ha a normális embriogenezis bizonyos szakaszaiban keletkező sejteket alternatív donorszövet-forrásként használják. Egy másik megközelítés a nem kívánt sejtpopulációk gondos eltávolítását jelenti vonalspecifikus szelekcióval. Az ESC-k neurotranszplantációhoz való felhasználása a növekedési faktoroknak való elégtelen in vitro kitettségük után szintén veszélyes. Ebben az esetben nem zárható ki az idegi differenciálódási program kudarca a velőcsőben rejlő struktúrák kialakulásával.

Ma már teljesen nyilvánvaló, hogy a neurális őssejtek tropizmust mutatnak a központi idegrendszer kórosan megváltozott területei iránt, és kifejezett regeneratív-plasztikus hatással rendelkeznek. Az idegszövet sejthalálának helyén lévő mikrokörnyezet modellezi az átültetett sejtek differenciálódásának irányát, ezáltal pótolva a specifikus neurális elemek hiányát a központi idegrendszeri károsodás zónáján belül. Egyes neurodegeneratív folyamatokban neurogén jelek keletkeznek a neurogenezis reprodukálására, és az érett agy neurális őssejtjei képesek reagálni ezekre a tanulságos információkra. Számos kísérleti adat szemlélteti világosan az idegi őssejtek terápiás potenciálját. Az idegi őssejtek klónjának intraciszternális beadása állatoknak a középső agyi artéria lekötésével (az ischaemiás stroke modellje) segít csökkenteni az agy destruktívan megváltozott területének területét és térfogatát, különösen az idegi őssejtek FGF2-vel együtt történő átültetése esetén. Immuncitokémiailag megfigyelhető a donorsejtek migrációja az ischaemiás zónába, majd az ép recipiens agysejtekkel való integrációjuk. Az MHP36 egér neuroepiteliális sejtvonal éretlen sejtjeinek kísérleti stroke-on átesett patkányok agyába történő átültetése javítja a szenzorimotoros funkciót, és ezen sejtek agykamrákba történő bejuttatása fokozza a kognitív funkciókat. Az emberi csontvelő idegileg preformált hematopoietikus sejtjeinek átültetése patkányokba kiküszöböli az ischaemiás károsodás okozta agykéreg diszfunkcióját. Ebben az esetben a xenogén neurális progenitor sejtek az injekció beadásának helyéről az agyszövet destruktív változásainak zónájába vándorolnak. A homológ csontvelősejtek intracranialis átültetése az agykéreg traumás károsodása esetén patkányokban a motoros funkció részleges helyreállításához vezet. A donorsejtek beágyazódnak, szaporodnak, idegi differenciálódáson mennek keresztül neuronokká és asztrocitákká, és a lézió felé vándorolnak. Kísérleti stroke-on átesett felnőtt patkányok striatumba történő injekciózása esetén a klónozott emberi neurális őssejtek helyettesítik a sérült központi idegrendszeri sejteket, és részben helyreállítják a károsodott agyműködést.

Az emberi idegi őssejteket főként az embrionális telencephalonból izolálják, amely sokkal később fejlődik ki, mint az idegtörzs kaudálisan elhelyezkedő részei. Bebizonyosodott, hogy egy 43-137 napos emberi magzat gerincvelőjéből is lehet neurális őssejteket izolálni, mivel EGF és FGF2 jelenlétében ezek a sejtek neuroszférákat képeznek, és a korai áthaladások során multipotenciát mutatnak, neuronokká és asztrocitákká differenciálódva. A neurális progenitor sejtek hosszú távú (1 évnél hosszabb) tenyésztése azonban megfosztja őket a multipotenciától - az ilyen sejtek csak asztrocitákká képesek differenciálódni, azaz unipotensekké válnak. Regionális neurális őssejtek részleges bulbektómia eredményeként nyerhetők, és LIF jelenlétében tenyésztett szaporítás után ugyanabba a betegbe ültethetők át, akinél a központi idegrendszer más részein neurodegeneratív elváltozások történtek. A klinikán az idegi őssejteket alkalmazó pótló sejtterápiát először olyan stroke-os betegek kezelésére végezték, akiket az agy bazális ganglionjainak károsodása kísért. A donor sejtek transzplantációjának eredményeként a legtöbb beteg klinikai állapotában javulást figyeltek meg.

Egyes szerzők úgy vélik, hogy a neurális őssejtek azon képessége, hogy központi idegrendszeri károsodás esetén beágyazódnak, migrálnak és integrálódnak az idegszövet különböző területeire, korlátlan lehetőségeket nyit meg nemcsak a lokális, hanem a kiterjedt (stroke vagy aszfixia), multifokális (sclerosis multiplex) és akár a globális (legtöbb öröklött anyagcserezavar vagy neurodegeneratív demenciák) kóros folyamatok sejtterápiájára is. Valójában, amikor klónozott egér és emberi neurális őssejteket transzplantálnak olyan recipiens állatokba (egerekbe, illetve főemlősökbe), amelyeknél a mezostriatális rendszerben a dopaminerg neuronok degenerációját metil-fenil-tetrapiridin (a Parkinson-kór modellje) bevezetése okozza 8 hónappal a transzplantáció előtt, a donor neurális őssejtek integrálódnak a recipiens központi idegrendszerébe. Egy hónappal később az átültetett sejtek kétoldalt lokalizálódnak a középagy mentén. A kapott donor eredetű neuronok egy része tirozin-hidrolázt expresszál a transzplantációra adott immunreakció jeleinek hiányában. A 6-hidroxidopamint (a Parkinson-kór egy másik kísérleti modellje) kapott patkányokban az átültetett sejtek mikro-környezetéhez való alkalmazkodását a gazdaagyban lévő mikro-környezethez a transzplantáció előtti neurális őssejtek tenyésztésének körülményei határozták meg. Az EGF hatására in vitro gyorsan szaporodó neurális őssejtek hatékonyabban kompenzálták a sérült striatumban lévő dopaminerg neuronok hiányát, mint a 28 napos tenyészetekből származó sejtek. A szerzők úgy vélik, hogy ez annak köszönhető, hogy az in vitro neurális progenitor sejtek elvesztették a képességüket a megfelelő differenciálódási jelek érzékelésére a sejtosztódás során.

Egyes tanulmányokban kísérleteket tettek a sérült striatum reinnervációs folyamataira gyakorolt hatás hatékonyságának növelésére azáltal, hogy embrionális striatumsejteket ültettek ebbe a területre neurotróf faktorok forrásaként, a ventrális középagy dopaminerg neuronjainak egyidejű átültetésével. Kiderült, hogy a neurotranszplantáció hatékonysága nagymértékben függ az embrionális idegszövet bejuttatásának módjától. Az embrionális idegszövet-készítmények agy kamrai rendszerébe történő átültetésével kapcsolatos vizsgálatok eredményeként (a striatum parenchyma sérülésének elkerülése érdekében) információkat kaptak a parkinsonizmus motoros defektusára gyakorolt pozitív hatásukról.

Más tanulmányokban azonban kísérleti megfigyelések kimutatták, hogy a ventrális mesencephalon dopaminerg neuronokat tartalmazó embrionális idegszövet-preparátumainak agykamrába történő átültetése, valamint a GABA-erg embrionális idegi elemek átültetése hemiparkinsonizmusban szenvedő patkányok striatumba nem segíti elő a dopaminerg rendszer károsodott funkcióinak helyreállítását. Épp ellenkezőleg, az immuncitokémiai elemzés megerősítette a ventrális mesencephalon dopaminerg neuronjainak alacsony túlélési arányára vonatkozó adatokat patkányok striatumba történő átültetése esetén. A ventrális mesencephalon embrionális idegszövetének intraventrikuláris átültetésének terápiás hatása csak az embrionális striatális sejtek preparátumának a denervált striatumba történő egyidejű beültetésének feltételével valósult meg. A szerzők úgy vélik, hogy ennek a hatásnak a mechanizmusa összefügg az embrionális striatum GABA-erg elemeinek pozitív trofikus hatásával az intraventrikuláris ventrális mesencephalon transzplantációk specifikus dopaminerg aktivitására. A transzplantátumokban kifejezett gliareakciót az apomorfin tesztparaméterek enyhe regressziója kísérte. Ez utóbbi viszont korrelált a vérszérum GFAP-tartalmával, ami közvetlenül a vér-agy gát permeabilitásának megsértésére utalt. Ezen adatok alapján a szerzők arra a következtetésre jutottak, hogy a vérszérum GFAP-szintje megfelelő kritériumként használható a transzplantáció funkcionális állapotának felmérésére, és a vér-agy gát fokozott permeabilitása a neurospecifikus antigének, például a GFAP számára patogenetikai összefüggés a recipiens idegszövetének autoimmun károsodása miatti transzplantációs kudarc kialakulásában.

Más kutatók szempontjából a neurális őssejtek beágyazódása és integrációja a transzplantáció után stabil és élethosszig tartó, mivel a donorsejtek a transzplantáció után legalább két évig megtalálhatók a recipiensekben, és számuk jelentősen nem csökken. Azok a kísérletek, amelyek ezt azzal magyarázzák, hogy differenciálatlan állapotban a neurális őssejtek nem expresszálják az I. és II. osztályú MHC molekulákat olyan szinten, amely elegendő lenne az immunkilökődési reakció kiváltásához, csak az alacsony differenciáltságú neurális prekurzorokra vonatkozóan tekinthetők igaznak. Azonban nem minden neurális őssejt marad meg a recipiens agyában éretlen, szunnyadó állapotban. Legtöbbjük differenciálódáson megy keresztül, amelynek során az MHC molekulák teljes mértékben expresszálódnak.

Különösen a dopaminerg neuronokat tartalmazó embrionális ventrális mesencephalon készítmények intrastriatális transzplantációjának elégtelen hatékonysága a kísérleti parkinsonizmus kezelésében összefügg a transzplantált dopaminerg neuronok alacsony túlélési arányával (mindössze 5-20%), amelyet az agyparenchyma helyi traumáját kísérő reaktív gliózis okoz a transzplantáció során. Ismert, hogy az agyparenchyma helyi traumája és az egyidejű gliózis a vér-agy gát integritásának zavarához vezet, az idegszövet antigénjeinek, különösen az OCAR-nak és a neuronspecifikus antigénnek a perifériás vérbe történő felszabadulásával. Ezen antigének jelenléte a vérben specifikus citotoxikus antitestek termelődését és autoimmun agresszió kialakulását okozhatja ellenük.

V. Tsymbalyuk és munkatársai (2001) arról számolnak be, hogy a hagyományos nézőpont továbbra is fennáll, miszerint a központi idegrendszer immunológiailag kiváltságos zóna, amelyet a vér-agy gát izolál az immunrendszertől. Az irodalmi áttekintésükben a szerzők számos művet idéznek, amelyek arra utalnak, hogy ez a nézőpont nem teljesen felel meg az emlősök agyában zajló immunfolyamatok lényegének. Megállapították, hogy az agy parenchymájába juttatott jelölt anyagok elérhetik a mély nyaki nyirokcsomókat, és az antigének intracerebrális injekciója után specifikus antitestek képződnek a szervezetben. A nyaki nyirokcsomók sejtjei proliferációval reagálnak az ilyen antigénekre, amely az injekció beadását követő 5. napon kezdődik. A specifikus antitestek képződését az agy parenchymájába történő bőrátültetés során is kimutatták. Az áttekintés szerzői számos hipotetikus utat kínálnak az antigén agyból a nyirokrendszerbe történő transzportjára. Ezek egyike az antigének átmenete a perivaszkuláris terekből a szubarachnoidális térbe. Feltételezik, hogy az agy nagy erei mentén lokalizálódó perivaszkuláris terek az agy nyirokrendszerének felelnek meg. A második út a fehér rostok mentén vezet - a rostacsontokon keresztül az orrnyálkahártya nyirokereibe. Ezenkívül a dura materben kiterjedt nyirokerek hálózata található. A vér-agy gát áthatolhatatlansága a limfociták számára szintén meglehetősen relatív. Bebizonyosodott, hogy az aktivált limfociták képesek olyan enzimeket termelni, amelyek befolyásolják az agy "immunszűrő" struktúráinak permeabilitását. A posztkapilláris venulák szintjén az aktivált T-helperek áthatolnak az ép vér-agy gáton. Az agyban az antigéneket reprezentáló sejtek hiányáról szóló tézis nem állja ki a kritikát. Jelenleg meggyőzően bizonyították, hogy az antigéneket legalább háromféle sejt képviselheti a központi idegrendszerben. Először is, ezek csontvelőből származó dendritikus sejtek, amelyek az agyban a nagy erek mentén és a fehérállományban lokalizálódnak. Másodszor, az antigének képesek az agyi erek endotélsejtjeit prezentálni, és az MHC antigénekkel együttműködve, ami támogatja az ezekre az antigénekre specifikus T-sejtek klonális növekedését. Harmadszor, a mikro- és asztroglia sejtek antigénprezentáló ágensként működnek. Az asztrociták részt vesznek az immunválasz kialakításában a központi idegrendszerben, immun effektor sejtek tulajdonságait szerzik meg, és számos antigént, citokint és immunmodulátort expresszálnak. γ-interferonnal (γ-INF) inkubálva az asztrogliasejtek in vitro MHC I. és II. osztályú antigéneket expresszálnak, és a stimulált asztrociták képesek antigénprezentációra és a limfociták klonális proliferációjának fenntartására.

Az embrionális idegszövet-átültetést kísérő agysérülés, a posztoperatív gyulladás, az ödéma és a fibrinlerakódások olyan feltételeket teremtenek, amelyek a vér-agy gát fokozott permeabilitásához vezetnek, ami károsítja az autotoleranciát, a CD3+CD4+ limfociták szenzitizációját és aktiválódását. Az auto- és alloantigének prezentációját asztrociták és mikroglia sejtek végzik, amelyek az y-INF-re MHC molekulák, ICAM-1, LFA-I, LFA-3, kostimulációs B7-1 (CD80) és B7-2 (CD86) molekulák expressziójával, valamint IL-la, IL-ip és y-INF szekréciójával reagálnak.

Következésképpen az embrionális idegszövet intracerebrális transzplantáció utáni hosszabb túlélése a perifériás beadás utánihoz képest aligha hozható összefüggésbe a transzplantációs immunitás beindulásának hiányával. Ezenkívül a monociták, az aktivált limfociták (citotoxikus CD3+CD8+ és T-helper sejtek) és az általuk termelt citokinek, valamint az embrionális idegszövet perifériás transzplantátumának antigénjei elleni antitestek jelentős szerepet játszanak a kilökődési folyamatban. Az MHC-molekulák alacsony szintű expressziója az embrionális idegszövetben bizonyos fontossággal bír a neurotranszplantátumok T-sejtes immunfolyamatokkal szembeni hosszabb rezisztenciájának megteremtésében. Ezért a kísérletben az embrionális idegszövet agyba történő átültetése utáni immungyulladás lassabban fejlődik ki, mint a bőrátültetés után. Mindazonáltal az egyes idegszövet-transzplantátumok teljes pusztulását 6 hónap elteltével figyelték meg. Ebben az esetben az MHC II. osztályú antigének által korlátozott T-limfociták túlnyomórészt a transzplantációs zónában lokalizálódnak (Nicholas et al., 1988). Kísérletileg igazolták, hogy xenológiai neurotranszplantáció során a T-helperek (L3T4+), de nem a citotoxikus T-limfociták (Lyt-2) kimerülése meghosszabbítja a patkány idegszövetének túlélését a recipiens egerek agyában. A neurotranszplantátum kilökődését a gazdaszervezet makrofágjai és T-limfocitái általi infiltrációja kíséri. Következésképpen a gazdaszervezet makrofágjai és az aktivált mikrogliasejtek in situ antigénprezentáló immunstimuláló sejtekként működnek, és a donor MHC I. osztályú antigének fokozott expressziója fokozza a recipiens citotoxikus T-limfociták ölő aktivitását.

Nincs értelme elemezni a számos spekulatív kísérletet, amelyek a neurotranszplantátum kilökődésének tényét a recipiens immunrendszerének a donor endotélsejtjeire vagy gliasejtjeire adott reakciójával magyarázzák, mivel még a tiszta neurális progenitor sejtvonalak is ki vannak téve az immuntámadásnak. Figyelemre méltó, hogy a Fas-ligandumok expressziója az agysejtek által, amelyek az agyba beszűrődő T-limfociták apoptózisreceptoraihoz (Fas-molekulákhoz) kötődnek és apoptózisukat indukálják, fontos szerepet játszik a transzplantátum hosszabb túlélésének mechanizmusaiban a központi idegrendszerben, ami a transzbarrier autoimmunogén szövetek tipikus védőmechanizmusa.

Ahogy V. Tsymbalyuk és munkatársai (2001) helyesen megjegyzik, az embrionális idegszövet átültetését gyulladás kialakulása jellemzi, amelyben agyi antigénekre szenzibilizált sejtek és aktivált sejtek, antitestek vesznek részt, valamint citokinek lokális termelése is. Ebben fontos szerepet játszik a szervezet agyi antigénekkel szembeni már meglévő szenzitizációja, amely a központi idegrendszeri betegségek kialakulása során jelentkezik, és a transzplantációs antigének ellen irányulhat. Ezért a hisztoinkompatibilis neurotranszplantátumok valóban hosszú távú túlélése csak az immunrendszer ciklosporin A-val történő elnyomásával vagy a recipiens CD4+ limfocitái elleni monoklonális antitestek bejuttatásával érhető el.

Így a neurotranszplantáció számos problémája továbbra is megoldatlan, beleértve a szövetek immunológiai kompatibilitásával kapcsolatosakat is, amelyek csak célzott alap- és klinikai kutatások után oldhatók meg.