Sel punca saraf

Bukti eksperimental tentang kemungkinan regenerasi sel-sel sistem saraf pusat diperoleh jauh lebih awal daripada penemuan sel-sel induk embrionik dalam penelitian yang menunjukkan keberadaan sel-sel di neokorteks, hipokampus, dan bulbus olfaktorius otak tikus dewasa yang menangkap 3H-timidin, yaitu, mampu melakukan sintesis dan pembelahan protein. Kembali pada tahun 60-an abad terakhir, diasumsikan bahwa sel-sel ini adalah prekursor neuron dan terlibat langsung dalam proses pembelajaran dan memori. Beberapa saat kemudian, keberadaan sinapsis pada neuron yang terbentuk secara de novo terungkap dan karya pertama tentang penggunaan sel-sel induk embrionik untuk tujuan menginduksi neurogenesis in vitro muncul. Pada akhir abad ke-20, eksperimen dengan diferensiasi terarah ESC menjadi sel-sel progenitor saraf, neuron dopaminergik dan serotonergik menyebabkan revisi gagasan klasik tentang kemampuan sel-sel saraf mamalia untuk beregenerasi. Hasil berbagai penelitian telah membuktikan secara meyakinkan baik realitas restrukturisasi jaringan saraf maupun keberadaan neurogenesis sepanjang seluruh periode kehidupan pascanatal organisme mamalia.

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

Sumber sel induk saraf

Sel induk saraf manusia diisolasi selama operasi pada daerah subventrikular ventrikel lateral dan girus dentata hipokampus, sel-sel yang membentuk neurosfer (bola saraf) dalam kultur, dan setelah dispersi dan preformasi yang terakhir - semua jenis sel utama sistem saraf pusat atau, dalam media khusus, mikrosfer baru. Dalam kultur suspensi jaringan terdisosiasi yang diisolasi dari daerah periventrikular otak embrio, neurosfer juga muncul.

Penanda sel otak yang belum matang meliputi nestin, beta-tubulin III (penanda garis keturunan neuronal), vimentin, GFAP, dan NCAM, yang diidentifikasi secara imunositokimia menggunakan antibodi monoklonal. Nestin (protein neurofilamen intermediet tipe IV) diekspresikan oleh sel neuroektodermal multipoten. Protein ini digunakan untuk mengidentifikasi dan mengisolasi sel progenitor neuroepitel multipoten dari SSP menggunakan antibodi monoklonal Rat-401, yang dapat mendeteksi hingga 95% sel tabung saraf pada embrio tikus pada hari kesebelas kehamilan. Nestin tidak diekspresikan pada keturunan sel punca saraf yang berdiferensiasi, tetapi terdapat pada sel progenitor saraf awal, neuron postmitotik, dan neuroblas awal. Penanda ini telah digunakan untuk mengidentifikasi sel progenitor neuroepitel dan untuk membuktikan keberadaan sel punca di SSP. Vimentin (protein neurofilamen intermediet tipe III) diekspresikan oleh sel progenitor saraf dan glia, serta neuron, fibroblas, dan sel otot polos. Oleh karena itu, kedua penanda imunositokimia tidak memiliki spesifisitas yang diperlukan untuk mengidentifikasi sel induk dan sel progenitor saraf secara terpisah. Beta-tubulin III menetapkan arah neuronal diferensiasi sel induk, sedangkan astrosit tipe I diidentifikasi oleh ekspresi GFAP, dan oligodendrosit secara khusus mengekspresikan galaktoserebrosida (Ga!C).

FGF2 dan EGF berfungsi sebagai mitogen untuk sel progenitor saraf, mendukung proliferasi sel progenitor yang tidak berdiferensiasi dalam kultur dengan pembentukan neurospheres. Laju pembelahan sel induk saraf meningkat secara signifikan di bawah pengaruh FGF2, serta dengan penggunaan kombinasi FGF2 + EGF. Efek proliferatif FGF2 dimediasi oleh reseptor FGF2-R1. Heparin meningkatkan afinitas pengikatan reseptor FGF2 dan secara dramatis meningkatkan efek mitogeniknya pada sel neuroepitelial. Pada tahap awal embriogenesis, reseptor FGF2 diekspresikan dalam telensefalon tikus, sementara pada tahap selanjutnya lokalisasinya terbatas pada zona ventrikel. Puncak ekspresi FGF2-R1 oleh sel postmitotik diamati setelah selesainya periode neurogenesis awal. Periode awal perkembangan telensefalon dicirikan oleh tingkat ekspresi reseptor EGF yang rendah, terutama pada sel-sel di daerah ventral. Pada tahap embriogenesis selanjutnya, ekspresi EGF-R meningkat ke arah dorsal. Di otak hewan pengerat, EGF memiliki afinitas tinggi terhadap reseptor faktor pertumbuhan beta (TGF-beta-R), yang mengikatnya secara istimewa. Bukti tidak langsung untuk peran fungsional EGF-R disediakan oleh data tentang disgenesis kortikal otak depan yang terjadi pada periode akhir embriogenesis dan ontogenesis pascanatal, penurunan fungsi otak depan, kematian sel kortikal, dan ektopia hipokampus pada tikus knockout gen reseptor EGF. Selain itu, keberadaan TGF-a dalam media nutrisi mutlak diperlukan untuk pembentukan neurospheres. Setelah penghilangan faktor pertumbuhan dari media terkondisi, sel-sel berhenti membelah dan menjalani diferensiasi spontan dengan pembentukan neuron, astrosit, dan oligodendroblas.

Dengan mempertimbangkan hal ini, reagregasi sel punca yang terdisosiasi dan pembudidayaan neurospheres dilakukan dalam media nutrisi yang mengandung EGF dan FGF dasar atau FGF2, tetapi tanpa penambahan serum. Telah ditunjukkan bahwa EGF menginduksi proliferasi sel punca zona subependimal ventrikel lateral, dan FGF dasar mendorong proliferasi sel punca striatum, hipokampus, neokorteks, dan saraf optik otak dewasa. Kombinasi EGF dan FGF dasar mutlak diperlukan untuk proliferasi aktif sel punca yang diisolasi dari ependyma ventrikel ketiga dan keempat otak depan, serta dari kanal tulang belakang sumsum tulang belakang toraks dan lumbar.

Setelah disosiasi, suspensi sel punca saraf dikulturkan dalam cawan plastik atau pelat multi-sumur tanpa substrat perekat untuk meningkatkan ukuran neurospheres baru yang terbentuk, yang biasanya memakan waktu sekitar 3 minggu. Metode dispersi ganda dan reproduksi neurospheres memungkinkan diperolehnya sejumlah klon linier sel punca multipoten yang cukup untuk transplantasi intraserebral. Prinsip ini juga menjadi dasar untuk membuat bank sel punca yang diisolasi dari otak embrio manusia. Kloning jangka panjang (selama beberapa tahun) memungkinkan untuk memperoleh garis sel punca saraf yang stabil, yang darinya neuron katekolaminergik terbentuk selama diferensiasi yang diinduksi.

Jika neurospheres tidak tersebar dan tumbuh pada substrat perekat di media yang kekurangan faktor pertumbuhan, sel punca yang berproliferasi mulai berdiferensiasi secara spontan untuk membentuk sel prekursor neuronal dan glia yang mengekspresikan penanda semua jenis sel saraf: MAP2, Tau-1, NSE, NeuN, beta-tubulin III (neuron), GFAP (astrosit) dan CalC, 04 (oligodendrosit). Tidak seperti sel tikus dan mencit, neuron mencakup lebih dari 40% dari semua sel yang berdiferensiasi dalam kultur sel punca saraf manusia (dari 1 hingga 5% pada hewan pengerat), tetapi oligodendrosit yang terbentuk jauh lebih sedikit, yang sangat penting dari sudut pandang terapi sel untuk penyakit demielinasi. Masalah ini dipecahkan dengan menambahkan media kultur B104, yang merangsang pembentukan sel penghasil mielin.

Bahasa Indonesia: Ketika membudidayakan sel-sel progenitor saraf dari otak embrio manusia dalam media yang mengandung EGF, FGF dasar dan LIF, jumlah sel prekursor garis keturunan saraf meningkat 10 juta kali lipat. Sel-sel yang diperluas secara in vitro mempertahankan kemampuan untuk bermigrasi dan berdiferensiasi menjadi elemen saraf dan glia setelah transplantasi ke otak tikus dewasa. Namun, secara in vivo jumlah pembelahan sel prekursor multipotensi terbatas. Telah berulang kali dicatat bahwa batas Hayflick untuk sel induk saraf "dewasa" (sekitar 50 mitosis) masih tidak dapat dicapai bahkan dalam sebuah percobaan - sel-sel dalam bentuk neurospheres mempertahankan sifat-sifatnya hanya selama 7 bulan dan hanya setelah 8 bagian. Dipercayai bahwa ini disebabkan oleh kekhasan metode dispersi mereka selama bagian (tripsinisasi atau tindakan mekanis), yang secara tajam mengurangi aktivitas proliferasi sel karena terganggunya kontak antar sel. Memang, jika metode pembagian neurosfer menjadi 4 bagian digunakan sebagai pengganti dispersi, viabilitas sel selama proses peralihan meningkat secara signifikan. Metode ini memungkinkan sel punca saraf manusia untuk dikultur selama 300 hari. Namun, setelah periode ini, sel-sel tersebut kehilangan aktivitas mitosis dan mengalami degenerasi atau memasuki tahap diferensiasi spontan dengan pembentukan neuron dan astrosit. Atas dasar ini, penulis percaya bahwa 30 mitosis adalah jumlah maksimum pembelahan untuk sel punca saraf yang dikultur.

Ketika sel induk saraf manusia dikulturkan secara in vitro, neuron yang terbentuk sebagian besar adalah neuron GABAergik. Tanpa kondisi khusus, sel progenitor saraf menghasilkan neuron dopaminergik (yang diperlukan untuk terapi sel penyakit Parkinson) hanya pada bagian awal, setelah itu semua neuron dalam kultur hanya terdiri dari sel GABAergik. Pada hewan pengerat, IL-1 dan IL-11, serta fragmen membran sel saraf, LIF dan GDNF, menyebabkan induksi neuron dopaminergik secara in vitro. Namun, pendekatan metodologis ini terbukti tidak berhasil pada manusia. Namun demikian, ketika neuron GABAergik ditransplantasikan secara intraserebral secara in vivo, di bawah pengaruh faktor lingkungan mikro, sel saraf dengan fenotipe mediator yang berbeda muncul.

Pencarian kombinasi faktor neurotropik menunjukkan bahwa FGF2 dan IL-1 menginduksi pembentukan neuroblas dopaminergik, yang, bagaimanapun, tidak mampu menghasilkan neuron dopaminergik. Diferensiasi sel punca hipokampus menjadi neuron glutamatergik eksitatori dan neuron GABA-ergik inhibitorik terjadi di bawah pengaruh neurotrofin, dan EGF dan IGF1 menginduksi pembentukan neuron glutamatergik dan GABA-ergik dari sel progenitor saraf embrio manusia. Penambahan asam retinoat dan neurotrofin 3 (NT3) secara berurutan ke dalam kultur secara signifikan meningkatkan diferensiasi sel punca hipokampus otak dewasa menjadi neuron dengan berbagai sifat mediator, sementara kombinasi faktor neurotropik yang berasal dari otak (BNDF), NT3 dan GDNF dapat menghasilkan neuron piramidal dalam kultur hipokampus dan neokorteks.

Dengan demikian, hasil dari sejumlah penelitian menunjukkan bahwa, pertama, sel punca dari berbagai struktur otak di bawah pengaruh faktor jaringan spesifik lokal mampu berdiferensiasi secara in vivo menjadi fenotipe neuron yang melekat pada struktur ini. Kedua, diferensiasi terinduksi yang ditargetkan dari sel punca saraf secara in vitro menggunakan kloning sel progenitor memungkinkan untuk memperoleh sel saraf dan sel glia dengan karakteristik fenotipe tertentu untuk transplantasi intraserebral dalam berbagai bentuk patologi otak.

Tidak diragukan lagi bahwa sel punca pluripoten yang diisolasi dari embrio atau sistem saraf pusat dewasa dapat dianggap sebagai sumber neuron baru dan digunakan di klinik untuk pengobatan patologi neurologis. Namun, kendala utama pengembangan neurotransplantasi seluler praktis adalah kenyataan bahwa sebagian besar sel punca saraf tidak berdiferensiasi menjadi neuron setelah ditanamkan ke zona non-neurogenik di sistem saraf pusat dewasa. Untuk mengatasi kendala ini, diusulkan metode inovatif yang sangat orisinal yang memungkinkan perolehan populasi neuron murni secara in vitro dari sel punca saraf janin manusia setelah transplantasi ke sistem saraf pusat tikus dewasa. Penulis membuktikan bahwa diferensiasi sel yang ditanamkan dengan metode ini berakhir dengan pembentukan neuron fenotipe kolinergik, yang disebabkan oleh pengaruh faktor lingkungan mikro di sekitarnya. Teknologi yang diusulkan menarik dari sudut pandang pengembangan jenis baru terapi berbasis sel punca dan penggantian neuron yang rusak karena cedera atau penyakit neurodegeneratif, karena neuron kolinergik memainkan peran utama dalam pengembangan fungsi motorik, memori, dan pembelajaran. Secara khusus, neuron kolinergik yang diisolasi dari sel punca manusia dapat digunakan untuk menggantikan neuron motorik yang hilang akibat sklerosis lateral amiotrofik atau cedera sumsum tulang belakang. Saat ini, tidak ada informasi tentang metode untuk menghasilkan sejumlah besar neuron kolinergik dari populasi sel punca yang terbentuk melalui mitogen. Para penulis mengusulkan metode yang cukup sederhana tetapi efektif untuk merangsang sel punca saraf embrionik primer manusia yang terbentuk melalui mitogen agar berkembang menjadi neuron yang hampir murni setelah implantasi di zona non-neurogenik dan neurogenik pada sistem saraf pusat tikus dewasa. Hasil terpenting dari pekerjaan mereka adalah konversi sejumlah besar sel yang ditransplantasikan menjadi neuron kolinergik saat diimplantasi ke dalam membran tengah dan sumsum tulang belakang.

Selain itu, untuk pembentukan awal sel punca saraf dari korteks serebral embrionik manusia berusia 8 minggu menjadi neuron kolinergik secara in vitro, diusulkan untuk menggunakan berbagai kombinasi faktor trofik dan unsur kimia berikut: FGF dasar rekombinan, EGF, LIF, peptida suara terminal amino tikus (Shh-N), asam trans-retinoat, NGF, BDNF, NT3, NT4, laminin alami, dan heparin tikus. Garis asli sel punca saraf manusia (K048) dipertahankan secara in vitro selama dua tahun dan bertahan melalui 85 kali pasase tanpa perubahan dalam sifat proliferatif dan diferensiasi sambil mempertahankan kariotipe diploid normal. Neurosfer yang tidak terdispersi dari pasase 19–55 (minggu ke-38–52) ditanam pada poli-d-lisin dan laminin, lalu diobati dengan faktor-faktor yang disebutkan di atas dalam berbagai konsentrasi, kombinasi, dan urutan. Kombinasi FGF dasar, heparin, dan laminin (disingkat FHL) memberikan efek yang unik. Setelah satu hari membudidayakan sel induk saraf embrionik dalam medium FHL dengan atau tanpa Shh-N (kombinasi Shh-N + FHL dalam singkatan SFHL), proliferasi cepat sel planar besar diamati. Semua protokol satu hari lainnya (seperti FGF dasar + laminin), sebaliknya, menyebabkan penyebaran radial terbatas sel berbentuk gelendong, dan sel-sel ini tidak meninggalkan inti neurospheres. Setelah 6 hari aktivasi dan 10 hari diferensiasi berikutnya dalam medium yang mengandung B27, sel-sel seperti neuron multipolar besar terdeteksi di tepi bola yang diaktifkan FHL. Dalam kelompok protokol lain, sebagian besar sel seperti neuron tetap kecil dan bipolar atau unipolar. Analisis imunositokimia menunjukkan bahwa sel bipolar atau unipolar kecil (< 20 μm) bersifat GABAergik atau glutamatergik, sedangkan sebagian besar sel multipolar besar yang terlokalisasi di tepi neurosfer yang diaktifkan FHL bersifat kolinergik, yang mengekspresikan penanda karakteristik neuron kolinergik (Islet-1 dan ChAT). Beberapa neuron ini secara bersamaan mengekspresikan sinapsin 1. Sebagai hasil dari lima rangkaian percobaan independen, penulis menemukan bahwa total populasi sel di zona lapisan tunggal berdiferensiasi menjadi neuron TuJ1+ sebesar 45,5%, sedangkan neuron kolinergik (ChAT^) hanya merupakan 27,8% dari sel-sel populasi yang sama. Setelah 10 hari diferensiasi tambahan secara in vitro, selain neuron kolinergik, sejumlah besar neuron kecil ditemukan di neurospheres yang diaktifkan FHL - glutamatergik (6,3%), GABA-ergik (11,3%), serta astrosit (35,2%) dan sel-sel nestin-positif (18,9%). Ketika menggunakan kombinasi faktor pertumbuhan lainnya, neuron kolinergik tidak ada, dan sel-sel marginal neurospheres membentuk astrosit atau neuron glutamatergik dan GABA-ergik kecil. Pemantauan potensial cadangan dan aktif menggunakan teknik penjepit tempel sel utuh menunjukkan bahwa setelah tujuh hari aktivasi FHL, sebagian besar sel polipolar besar memiliki potensial istirahat -29,0±2,0 mV tanpa adanya potensial aksi. Setelah 2 minggu, potensial istirahat meningkat menjadi -63.6±3,0 mV, dan potensial aksi diamati pada saat induksi arus depolarisasi dan diblokir oleh 1 M tetrodotoxin, yang menunjukkan aktivitas fungsional neuron kolinergik yang belum matang.

Para penulis selanjutnya menetapkan bahwa aktivasi FHL atau SFHL secara in vitro tidak menghasilkan pembentukan neuron dewasa dan mencoba menetapkan apakah sel punca yang terbentuk sebelumnya dengan FHL atau SFHL mampu berdiferensiasi menjadi neuron kolinergik ketika ditransplantasikan ke dalam SSP tikus dewasa. Untuk tujuan ini, sel-sel yang diaktifkan disuntikkan ke dalam zona neurogenik (hipokampus) dan ke dalam beberapa zona non-neurogenik, termasuk korteks prefrontal, membran tengah, dan sumsum tulang belakang tikus dewasa. Sel-sel yang diimplan dilacak menggunakan vektor CAO-^^p. OCP diketahui memberi label pada ultrastruktur seluler dan proses seluler (tingkat molekuler) tanpa kebocoran dan dapat divisualisasikan secara langsung. Selain itu, sel punca saraf berlabel OCP mempertahankan profil diferensiasi neuronal dan glia yang identik dengan sel punca otak embrio yang tidak ditransformasi.

Satu hingga dua minggu setelah implantasi 5 x 104 ^sel induk saraf yang diaktifkan dan diberi label, sel-sel tersebut ditemukan di sumsum tulang belakang atau otak tikus, dengan sel-sel OCD+ sebagian besar terletak di dekat lokasi injeksi. Proses migrasi dan integrasi diamati paling cepat satu bulan setelah transplantasi. Batas migrasi bervariasi tergantung pada lokasi injeksi: ketika disuntikkan ke korteks prefrontal, sel-sel OCD+ terletak 0,4-2 mm dari lokasi injeksi, sedangkan dalam kasus implantasi ke membran tengah, hipokampus atau sumsum tulang belakang, sel-sel tersebut bermigrasi ke jarak yang jauh lebih jauh - hingga 1-2 cm. Sel-sel yang ditransplantasikan terlokalisasi dalam struktur SSP yang sangat terorganisir, termasuk korteks frontal, membran tengah, hipokampus dan sumsum tulang belakang. Elemen neuron berlabel OCD terlihat paling cepat pada minggu pertama setelah transplantasi, dengan jumlah mereka meningkat secara signifikan satu bulan setelah operasi. Analisis stereologis menunjukkan tingkat kelangsungan hidup sel-sel yang diimplantasi lebih tinggi di berbagai struktur otak, dibandingkan dengan sumsum tulang belakang.

Diketahui bahwa di sebagian besar jaringan organisme mamalia dewasa, populasi sel induk regional dipertahankan, yang transformasinya menjadi sel dewasa diatur oleh faktor jaringan tertentu. Proliferasi sel induk, diferensiasi sel progenitor, dan pembentukan fenotipe neuronal yang spesifik untuk struktur otak tertentu secara in vivo diekspresikan pada tingkat yang jauh lebih besar di otak embrionik, yang ditentukan oleh adanya konsentrasi tinggi faktor morfogenetik dari lingkungan mikro lokal - neurotrofin BDNF, NGF, NT3, NT4/5 dan faktor pertumbuhan FGF2, TGF-a, IGF1, GNDF, PDGF.

Di manakah sel punca saraf berada?

Telah ditetapkan bahwa sel punca saraf mengekspresikan protein fibrilar asam glia, yang di antara sel dewasa dari garis keturunan saraf hanya dipertahankan pada astrosit. Oleh karena itu, sel astrosit mungkin merupakan cadangan sel punca di SSP dewasa. Memang, neuron yang berasal dari prekursor positif GFAP diidentifikasi di bulbus olfaktorius dan girus dentatus, yang bertentangan dengan gagasan tradisional tentang peran progenitor glia radial, yang tidak mengekspresikan GFAP di girus dentatus pada masa dewasa. Ada kemungkinan bahwa ada dua populasi sel punca di SSP.

Pertanyaan tentang lokalisasi sel punca di zona subventrikular juga masih belum jelas. Menurut beberapa penulis, sel ependimal membentuk klon bulat dalam kultur yang bukan neurospheres sejati (seperti klon sel subependimal), karena mereka hanya mampu berdiferensiasi menjadi astrosit. Di sisi lain, setelah pelabelan fluoresensi atau virus pada sel ependimal, penanda terdeteksi dalam sel-sel lapisan subependimal dan bulbus olfaktorius. Sel-sel berlabel tersebut secara in vitro membentuk neurospheres dan berdiferensiasi menjadi neuron, astrosit, dan oligodendrosit. Selain itu, telah ditunjukkan bahwa sekitar 5% sel dalam ependimal mengekspresikan penanda batang - nestin, Notch-1, dan Mussashi-1. Diasumsikan bahwa mekanisme mitosis asimetris dikaitkan dengan distribusi reseptor membran Notch-1 yang tidak merata, sehingga reseptor tersebut tetap berada pada membran sel anak yang terlokalisasi di zona ependimal, sedangkan sel induk yang bermigrasi ke lapisan subependimal tidak memiliki reseptor ini. Dari sudut pandang ini, zona subependimal dapat dianggap sebagai pengumpul prekursor progenitor neuron dan glia yang terbentuk dari sel induk lapisan ependimal. Menurut penulis lain, hanya sel glia yang terbentuk di bagian kaudal zona subventrikular, dan sumber neurogenesis adalah sel-sel bagian rostral-lateral. Pada varian ketiga, bagian anterior dan posterior zona subventrikular ventrikel lateral diberi potensi neurogenik yang setara.

Varian keempat dari organisasi cadangan batang dalam sistem saraf pusat tampaknya lebih disukai, yang menurutnya tiga jenis utama sel progenitor saraf dibedakan dalam zona subventrikular - A, B dan C. Sel-A mengekspresikan penanda neuronal awal (PSA-NCAM, TuJl) dan dikelilingi oleh sel-B, yang diidentifikasi sebagai astrosit oleh ekspresi antigen. Sel-C, yang tidak memiliki karakteristik antigenik neuron atau glia, memiliki aktivitas proliferatif yang tinggi. Penulis telah membuktikan secara meyakinkan bahwa sel-B adalah prekursor sel-A dan neuron de novo dari bulbus olfaktorius. Selama migrasi, sel-A dikelilingi oleh untaian sel progenitor saraf, yang berbeda secara signifikan dari mekanisme migrasi neuroblas postmitotik di sepanjang glia radial di otak embrio. Migrasi berakhir di bulbus olfaktorius dengan pembelahan mitosis sel A dan B, yang turunannya dimasukkan ke dalam lapisan sel granular dan ke dalam lapisan glomerulus zona olfaktorius otak.

Otak embrionik yang sedang berkembang tidak memiliki sel ependimal yang berdiferensiasi, dan dinding ventrikel mengandung sel punca yang berproliferasi dari zona germinal dan subventrikular ventrikel, tempat neuroblas dan glioblas primer bermigrasi. Berdasarkan hal ini, beberapa penulis percaya bahwa daerah subependimal otak dewasa mengandung jaringan saraf germinal embrionik yang tereduksi yang terdiri dari astrosit, neuroblas, dan sel yang tidak teridentifikasi. Sel punca saraf sejati merupakan kurang dari 1% sel di zona germinal dinding ventrikel lateral. Sebagian karena alasan ini, dan juga sehubungan dengan data bahwa astrosit zona subependimal merupakan prekursor sel punca saraf, kemungkinan transdiferensiasi elemen glia astrosit dengan perolehan karakteristik fenotipik neuronal tidak dikecualikan.

Kendala utama untuk solusi akhir bagi masalah lokalisasi sel punca saraf in vivo adalah kurangnya penanda spesifik untuk sel-sel ini. Meskipun demikian, yang sangat menarik dari sudut pandang praktis adalah laporan bahwa sel punca saraf diisolasi dari daerah SSP yang tidak mengandung zona subependimal - ventrikel ketiga dan keempat otak depan, kanal tulang belakang dari daerah toraks dan lumbar sumsum tulang belakang. Yang paling penting adalah fakta bahwa cedera sumsum tulang belakang meningkatkan proliferasi sel punca ependimal dari kanal sentral dengan pembentukan sel progenitor yang bermigrasi dan berdiferensiasi menjadi astrosit dari jaringan parut gliomesodermal. Selain itu, sel prekursor astro- dan oligodendrosit juga ditemukan di sumsum tulang belakang tikus dewasa yang tidak terluka.

Dengan demikian, data literatur secara meyakinkan menunjukkan keberadaan cadangan sel induk regional di sistem saraf pusat mamalia dewasa, termasuk manusia, yang sayangnya hanya mampu menyediakan proses regenerasi fisiologis dengan pembentukan jaringan saraf baru, tetapi tidak memenuhi kebutuhan regenerasi reparatif. Hal ini menimbulkan tugas untuk mencari peluang guna meningkatkan sumber daya sel induk sistem saraf pusat dengan cara eksogen, yang tidak dapat diselesaikan tanpa pemahaman yang jelas tentang mekanisme pembentukan sistem saraf pusat pada periode embrionik.

Saat ini kita mengetahui bahwa selama perkembangan embrio, sel induk tabung saraf merupakan sumber dari tiga jenis sel - neuron, astrosit, dan oligodendrosit, yaitu neuron dan neuroglia berasal dari satu sel prekursor. Diferensiasi ektoderm menjadi kelompok sel progenitor saraf dimulai di bawah pengaruh produk gen proneural dari keluarga bHLH dan diblokir oleh ekspresi turunan protein transmembran reseptor dari gen keluarga Notch, yang membatasi penentuan dan diferensiasi awal sel prekursor saraf. Pada gilirannya, ligan reseptor Notch adalah protein Delta transmembran dari sel-sel tetangga, karena domain ekstraseluler yang melakukan kontak antarsel langsung dengan interaksi induktif antara sel induk.

Implementasi lebih lanjut dari program neurogenesis embrionik tidak kalah rumit dan, tampaknya, harus spesifik untuk setiap spesies. Namun, hasil studi neuroxenotransplantasi menunjukkan bahwa sel punca memiliki konservatisme evolusi yang jelas, sehingga sel punca saraf manusia dapat bermigrasi dan berkembang saat ditransplantasikan ke otak tikus.

Diketahui bahwa sistem saraf pusat mamalia memiliki kapasitas yang sangat rendah untuk regenerasi reparatif, yang ditandai dengan tidak adanya tanda-tanda munculnya elemen seluler baru di otak yang matang untuk menggantikan neuron yang mati akibat cedera. Namun, dalam kasus transplantasi neuroblas, yang terakhir tidak hanya mencangkok, berkembang biak, dan berdiferensiasi, tetapi juga mampu berintegrasi ke dalam struktur otak dan secara fungsional menggantikan neuron yang hilang. Ketika mentransplantasikan sel progenitor neuron yang berkomitmen, efek terapeutiknya secara signifikan lebih lemah. Sel-sel tersebut telah terbukti memiliki kapasitas yang rendah untuk migrasi. Selain itu, sel progenitor neuron tidak mereproduksi arsitektur jaringan saraf dan tidak terintegrasi secara fungsional ke dalam otak penerima. Dalam hal ini, masalah regenerasi reparatif-plastik selama transplantasi sel induk saraf multipotensi yang belum terbentuk sedang dipelajari secara aktif.

Dalam penelitian oleh M. Aleksandrova dkk. (2001), dalam versi pertama percobaan, penerima adalah tikus betina dewasa secara seksual, dan donor adalah embrio berusia 15 hari. Bagian korteks oksipital otak diambil dari penerima, dan jaringan yang ditangguhkan secara mekanis dari korteks embrionik yang diduga mengandung sel punca multipotensi dari daerah ventrikel dan subventrikular ditransplantasikan ke dalam rongga. Dalam versi kedua percobaan, sel punca saraf dari embrio manusia berusia 9 minggu ditransplantasikan ke dalam otak tikus dewasa secara seksual. Penulis mengisolasi potongan jaringan dari daerah periventrikular otak embrionik, menempatkannya dalam media nutrisi F-12, dan memperoleh suspensi sel dengan pipet berulang, dan kemudian membudidayakannya dalam media NPBM khusus dengan penambahan faktor pertumbuhan - FGF, EGF, dan NGF. Sel-sel tersebut tumbuh dalam kultur suspensi hingga neurospheres terbentuk, yang disebarkan dan ditanam lagi dalam kultur. Setelah 4 kali pasase dengan total masa kultivasi 12-16 hari, sel-sel tersebut digunakan untuk transplantasi. Penerima adalah anak tikus berumur sepuluh hari dan tikus Wistar berumur dua bulan yang telah matang secara seksual, yang kepadanya 4 μl suspensi sel punca saraf manusia disuntikkan ke dalam ventrikel lateral otak tanpa imunosupresi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sel-sel terdisosiasi dari zona ventrikel dan subventrikular dari anlage embrionik korteks serebral tikus melanjutkan perkembangannya selama alotransplantasi ke dalam otak yang matang, yaitu, faktor-faktor lingkungan mikro otak penerima yang berdiferensiasi tidak menghalangi pertumbuhan dan diferensiasi sel punca saraf embrio. Pada tahap awal setelah transplantasi, sel-sel multipotensi melanjutkan pembelahan mitosis dan secara aktif bermigrasi dari area transplantasi ke jaringan otak penerima. Sel-sel embrionik yang ditransplantasi dengan potensi migrasi yang besar ditemukan di hampir semua lapisan korteks serebral penerima di sepanjang jalur transplantasi dan di materi putih. Panjang jalur migrasi sel saraf selalu jauh lebih pendek (hingga 680 μm) dibandingkan dengan elemen glia (hingga 3 mm). Pembuluh darah dan struktur serat otak berfungsi sebagai vektor struktural untuk migrasi astrosit, yang juga dicatat dalam penelitian lain.

Sebelumnya, diyakini bahwa akumulasi astrosit berlabel di area kerusakan korteks serebral penerima dapat dikaitkan dengan pembentukan penghalang glia antara jaringan transplantasi dan penerima. Namun, studi tentang struktur transplantasi sel yang berlokasi kompak menunjukkan bahwa sitoarsitekturnya dicirikan oleh kekacauan, tanpa distribusi sel transplantasi berlapis. Tingkat keteraturan neuron transplantasi mendekati sel korteks serebral normal hanya jika tidak ada penghalang glia antara jaringan donor dan penerima. Jika tidak, struktur sel transplantasi tidak khas, dan neuron itu sendiri mengalami hipertrofi. Dengan menggunakan pengetikan neuroimunokimia sel transplantasi, neuron GABA-ergik penghambat ditemukan dalam transplantasi dan ekspresi protein PARV, CALB, dan NPY terdeteksi. Akibatnya, otak yang matang mempertahankan faktor lingkungan mikro yang mampu mendukung proliferasi, migrasi, dan diferensiasi spesifik sel multipotensi saraf.

Dalam kultur sel punca manusia yang diisolasi dari daerah periventrikular otak embrio 9 minggu, M. Aleksandrova et al. (2001) menemukan sejumlah besar sel multipoten nestin-positif dalam lintasan keempat, beberapa di antaranya telah mengalami diferensiasi in vitro dan berkembang sesuai dengan tipe neuronal, yang sesuai dengan hasil penelitian oleh penulis lain. Setelah transplantasi ke otak tikus dewasa, sel punca manusia yang dikultur membelah secara mitosis dan bermigrasi ke jaringan otak penerima xenogenik. Dalam transplantasi sel, penulis mengamati dua populasi sel - kecil dan besar. Yang terakhir bermigrasi baik di parenkim maupun di sepanjang struktur serat otak penerima dalam jarak yang tidak signifikan - dalam 300 μm. Tingkat terbesar jalur migrasi (hingga 3 mm) merupakan karakteristik sel kecil, beberapa di antaranya berdiferensiasi menjadi astrosit, yang ditetapkan menggunakan antibodi monoklonal terhadap GFAP. Kedua jenis sel tersebut ditemukan di dinding ventrikel lateral, yang menunjukkan bahwa sel yang ditransplantasikan memasuki jalur migrasi rostral. Turunan astrosit dari sel induk saraf dari manusia dan tikus bermigrasi terutama melalui kapiler darah dan struktur serat otak penerima, yang bertepatan dengan data penulis lain.

Analisis diferensiasi sel punca manusia secara in vivo menggunakan antibodi monoklonal terhadap GFAP, CALB, dan VIM mengungkap pembentukan astrosit dan neuron. Tidak seperti sel-sel dalam transplantasi tikus, banyak sel punca manusia yang positif vimentin. Akibatnya, beberapa sel multipotensi manusia tidak mengalami diferensiasi. Penulis yang sama kemudian menunjukkan bahwa sel punca saraf manusia yang ditransplantasikan tanpa imunosupresi bertahan hidup di otak tikus selama 20 hari setelah transplantasi, tanpa tanda-tanda agresi imun dari elemen glia otak dewasa.

Telah ditetapkan bahwa bahkan sel punca saraf Drosophila mencangkok dan mengalami diferensiasi di otak takson yang jauh dari serangga seperti tikus. Kebenaran percobaan penulis tidak diragukan lagi: galur Drosophila transgenik mengandung gen untuk faktor neurotropik manusia NGF, GDNF, BDNF, yang dimasukkan ke dalam vektor CaSper di bawah promotor sengatan panas Drosophila, sehingga suhu tubuh mamalia secara otomatis membangkitkan ekspresinya. Penulis mengidentifikasi sel Drosophila melalui produk gen galaktosidase bakteri menggunakan pewarnaan histokimia X-Gal. Selain itu, ternyata sel punca saraf Drosophila secara khusus merespons faktor neurotropik yang dikodekan oleh gen manusia: ketika melakukan xenotransplantasi sel dari galur Drosophila transgenik yang mengandung gen gdnf, sintesis tirosin hidroksilase dalam sel punca saraf yang berdiferensiasi meningkat tajam, dan sel dengan gen ngf secara aktif memproduksi asetilkolinesterase. Xenotransplantasi menimbulkan reaksi bergantung gen yang serupa pada alotransplantasi jaringan saraf embrionik yang ditransplantasikan bersamanya.

Apakah ini berarti bahwa diferensiasi spesifik sel induk saraf diinduksi oleh faktor neurotropik non-spesifik spesies? Menurut hasil penelitian penulis, xenograft yang menghasilkan faktor neurotropik memiliki efek spesifik pada nasib alograft, yang dalam kasus ini berkembang lebih intensif dan berukuran 2-3 kali lebih besar daripada alograft yang dimasukkan ke dalam otak tanpa penambahan xenograft. Akibatnya, sel xenograft yang mengandung gen neurotrofin, khususnya gen yang mengkode faktor neurotropik turunan sel glia manusia (GDNF), memiliki efek non-spesifik spesies pada perkembangan alograft yang mirip dengan aksi neurotrofin yang sesuai. GDNF diketahui meningkatkan kelangsungan hidup neuron dopaminergik di otak tengah embrio tikus dan meningkatkan metabolisme dopamin oleh sel-sel ini, dan menginduksi diferensiasi sel-sel tirosin hidroksilase-positif, meningkatkan pertumbuhan akson dan meningkatkan ukuran badan sel saraf. Efek serupa juga diamati pada neuron dopaminergik otak tengah tikus yang dikultur.

Migrasi aktif sel punca saraf manusia diamati setelah xenotransplantasi ke dalam otak tikus dewasa. Diketahui bahwa proses migrasi dan diferensiasi sel punca saraf dikendalikan oleh serangkaian gen khusus. Sinyal migrasi inisiasi ke sel prekursor untuk memulai diferensiasi diberikan oleh produk protein protoonkogen c-ret bersama dengan GDNF. Sinyal berikutnya berasal dari gen mash-1, yang mengendalikan pilihan jalur perkembangan sel. Selain itu, reaksi spesifik sel yang berdiferensiasi juga bergantung pada reseptor a dari faktor neurotropik silia. Dengan demikian, mengingat konstitusi genetik sel punca saraf manusia xenogenik yang sama sekali berbeda dan sel otak tikus penerima, perlu untuk mengenali tidak hanya nonspesifisitas spesies dari faktor neurotropik, tetapi juga konservatisme evolusi tertinggi dari gen yang bertanggung jawab atas diferensiasi spesifik elemen batang saraf.

Masa depan akan menunjukkan apakah xenotransplantasi neuromaterial embrionik akan memungkinkan dalam praktik bedah saraf untuk mengobati proses patologis neurodegeneratif yang disebabkan oleh gangguan sintesis mielin oleh oligodendrosit. Sementara itu, isu neurotransplantasi yang paling banyak ditangani adalah yang terkait dengan perolehan sel punca saraf alogenik dari otak embrionik atau otak dewasa dalam kultur dengan diferensiasi terarah selanjutnya menjadi neuroblas atau neuron khusus.

Transplantasi sel induk saraf

Untuk merangsang proliferasi dan diferensiasi sel induk saraf pada organisme dewasa, jaringan saraf embrionik dapat ditransplantasikan. Ada kemungkinan bahwa sel induk jaringan saraf embrionik yang dibawa bersama alograf dapat mengalami proliferasi dan diferensiasi sendiri. Diketahui bahwa setelah cedera tulang belakang, regenerasi konduktor saraf terjadi melalui pemanjangan akson yang rusak dan pertunasan kolateral akson dari prosesus neuron motorik yang tidak rusak. Faktor utama yang mencegah regenerasi sumsum tulang belakang adalah pembentukan jaringan parut jaringan ikat di area kerusakan, perubahan distrofik dan degeneratif pada neuron sentral, defisiensi NGF, dan adanya produk pemecahan mielin di area kerusakan. Telah ditunjukkan bahwa transplantasi berbagai jenis sel ke dalam sumsum tulang belakang yang rusak - fragmen saraf skiatik hewan dewasa, korteks oksipital embrionik, hipokampus, sumsum tulang belakang, sel Schwann, astrosit, mikroglia, makrofag, fibroblas - meningkatkan regenerasi akson yang rusak dengan pertunasan dan memungkinkan akson yang baru terbentuk tumbuh melalui zona cedera sumsum tulang belakang. Telah dibuktikan secara eksperimental bahwa transplantasi jaringan saraf embrionik ke area cedera sumsum tulang belakang, melalui aksi faktor neurotropik, mempercepat pertumbuhan akson yang rusak, mencegah pembentukan jaringan parut glia dan perkembangan proses distrofi dan degeneratif pada neuron sentral, sedangkan sel-sel jaringan saraf embrionik yang ditransplantasikan bertahan hidup di sumsum tulang belakang, berintegrasi dengan jaringan yang berdekatan dan meningkatkan pertumbuhan akson melalui area cedera dengan pembentukan sinapsis dendritik pada neuron tulang belakang.

Bidang pengobatan regeneratif-plastik ini telah menerima perkembangan terbesar di Ukraina berkat kerja tim ilmiah yang dipimpin oleh VI Tsymbalyuk. Pertama-tama, ini adalah studi eksperimental tentang efektivitas transplantasi jaringan saraf embrionik pada cedera sumsum tulang belakang. Selama autotransplantasi saraf perifer, penulis mengamati perubahan destruktif yang paling menonjol di zona sutura distal, di mana pada hari ke-30 setelah operasi mereka dikombinasikan dengan proses reparatif. Selama allotransplantasi, keadaan morfofungsional saraf yang ditanamkan pada hari ke-30 ditandai dengan kerusakan yang nyata dengan degenerasi lemak dan amiloidosis dengan latar belakang infiltrasi sel limfoid inflamasi fokal dengan atrofi sel Schwann yang dominan. Transplantasi jaringan saraf embrionik berkontribusi pada pemulihan konduktivitas sumsum tulang belakang ke tingkat yang lebih besar, terutama pada hewan yang menjalani operasi selama 24 jam pertama setelah cedera: dengan latar belakang penurunan intensitas proses inflamasi dan destruktif, hipertrofi dan hiperplasia elemen ultrastruktural sintesis protein dan penghasil energi dari neuron tulang belakang, hipertrofi dan hiperplasia oligodendrosit diamati, amplitudo potensial aksi otot dipulihkan hingga 50% dan kecepatan konduksi impuls hingga 90%. Ketika menilai efektivitas transplantasi jaringan saraf embrionik tergantung pada zona transplantasi, ditemukan bahwa hasil terbaik diamati ketika cangkokan dimasukkan langsung ke zona cedera sumsum tulang belakang. Dengan transeksi sumsum tulang belakang yang lengkap, transplantasi jaringan saraf embrionik tidak efektif. Studi dinamis telah menunjukkan bahwa waktu optimal untuk melakukan transplantasi jaringan saraf embrionik adalah 24 jam pertama setelah cedera sumsum tulang belakang, sementara melakukan operasi selama periode perubahan iskemik-inflamasi sekunder yang nyata yang terjadi pada hari ke-2-9 setelah cedera harus dianggap tidak tepat.

Diketahui bahwa cedera otak traumatis yang parah memicu aktivasi peroksidasi lipid yang kuat dan berkepanjangan pada tahap awal dan menengah dari periode pasca-trauma baik pada jaringan otak yang rusak maupun di seluruh tubuh, dan juga mengganggu proses metabolisme energi di otak yang cedera. Dalam kondisi ini, transplantasi jaringan saraf embrionik ke area cedera traumatis meningkatkan stabilisasi proses peroksidasi lipid dan meningkatkan potensi sistem antioksidan otak dan tubuh secara keseluruhan, meningkatkan perlindungan antiradikalnya pada hari ke-35-60 periode pasca-trauma. Pada periode yang sama setelah transplantasi jaringan saraf embrionik, metabolisme energi dan proses fosforilasi oksidatif di otak dinormalisasi. Selain itu, telah ditunjukkan bahwa pada hari pertama setelah cedera otak traumatis eksperimental, impedansi jaringan hemisfer yang cedera berkurang 30-37%, kontralateral - sebesar 20%, yang menunjukkan perkembangan edema serebral umum. Pada hewan yang menjalani transplantasi jaringan saraf embrionik, involusi edema terjadi secara signifikan lebih cepat - pada hari ketujuh, nilai impedansi rata-rata jaringan hemisfer yang cedera mencapai 97,8% dari tingkat kontrol. Selain itu, pemulihan lengkap nilai impedansi pada hari ke-30 hanya dicatat pada hewan yang menerima transplantasi jaringan saraf embrionik.

Kematian beberapa neuron di otak setelah cedera kranioserebral yang parah merupakan salah satu penyebab utama komplikasi pascatrauma. Neuron dari sistem dopaminergik dan noradrenergik yang terintegrasi di otak tengah dan medula oblongata sangat sensitif terhadap cedera. Penurunan kadar dopamin di kompleks striopallidal dan korteks serebral secara signifikan meningkatkan risiko timbulnya gangguan motorik dan gangguan mental, keadaan epileptiform, dan penurunan produksi dopamin di hipotalamus dapat menjadi penyebab berbagai gangguan vegetatif dan somatik yang diamati pada periode pascatrauma akhir. Hasil penelitian yang dilakukan pada cedera kranioserebral eksperimental menunjukkan bahwa transplantasi jaringan saraf embrionik membantu memulihkan kadar dopamin di hemisfer serebral yang cedera, dopamin dan norepinefrin di hipotalamus, dan meningkatkan kadar norepinefrin dan dopamin di otak tengah dan medula oblongata. Selain itu, sebagai hasil transplantasi jaringan saraf embrionik di belahan otak hewan percobaan yang terluka, rasio persentase fosfolipid menjadi normal dan kandungan asam lemak meningkat (C16:0, C17:0, C17:1, C18:0, C18:1 + C18:2, C20:3 + C20:4, C20:5).

Data ini mengonfirmasi stimulasi proses regeneratif-plastik oleh jaringan saraf embrio yang ditransplantasikan dan menunjukkan efek reparatif-trofik dari transplantasi pada otak penerima secara keseluruhan.

Pengalaman klinis staf Institut Bedah Saraf AP Romodanov dari Akademi Ilmu Kedokteran Ukraina dalam transplantasi jaringan saraf embrionik pada palsi serebral, patologi yang sangat kompleks dengan disfungsi motorik yang parah, patut mendapat perhatian khusus. Bentuk klinis palsi serebral bergantung pada tingkat kerusakan pada struktur integral yang bertanggung jawab atas pengaturan tonus otot dan pembentukan stereotip motorik. Saat ini, ada cukup bukti untuk mendukung fakta bahwa perubahan patologis dalam sistem kontrol motorik striopallidal-thalamocortical memainkan peran penting dalam fungsi motorik dan gangguan tonus otot. Tautan striopallidal dari sistem ini menjalankan fungsi kontrol melalui produksi dopamin nigrostriatal. Jalur langsung untuk implementasi kontrol thalamocortical dimulai dari neuron putamen, dimediasi oleh asam gamma-aminobutyric (GABA) dan substansi P dan diproyeksikan langsung ke zona motorik segmen internal globus pallidus dan substantia nigra. Jalur tidak langsung, yang efeknya terwujud dengan partisipasi GABA dan enkephalin, berasal dari neuron putamen dan memengaruhi nukleus ganglia basal melalui serangkaian koneksi yang mencakup segmen eksternal globus pallidus dan nukleus subthalamic. Gangguan konduktivitas jalur langsung menyebabkan hipokinesia, sementara penurunan konduktivitas struktur jalur tidak langsung menyebabkan hiperkinesia dengan perubahan tonus otot yang sesuai. Integritas jalur konduksi GABAergik pada berbagai tingkat dalam sistem kontrol motorik dan integrasi koneksi dopaminergik pada tingkat putamen sangat penting untuk pengaturan interaksi talamokortikal. Manifestasi patologi motorik yang paling umum dalam berbagai bentuk palsi serebral adalah pelanggaran tonus otot dan perubahan aktivitas otot refleks yang terkait erat.

Transplantasi jaringan saraf embrionik pada cerebral palsy memerlukan analisis menyeluruh tentang sifat kerusakan pada struktur otak. Berdasarkan penentuan kadar dopamin dan GABA dalam cairan serebrospinal subaraknoid, penulis merinci tingkat gangguan integrasi struktur otak fungsional, yang memungkinkan untuk mengobjektifikasi hasil intervensi bedah dan memperbaiki neurotransplantasi berulang. Jaringan saraf embrionik (bahan aborsi embrio berusia 9 minggu) ditransplantasikan ke parenkim korteks konvolusi presentral hemisfer serebral tergantung pada tingkat keparahan perubahan atrofi. Tidak ada komplikasi atau penurunan kondisi pasien yang diamati pada periode pascaoperasi. Dinamika positif dicatat pada 63% pasien dengan bentuk spastik, pada 82% anak-anak dengan bentuk atonik-estetika, dan hanya pada 24% pasien dengan bentuk penyakit campuran. Efek negatif dari tingkat neurosensitisasi yang tinggi dengan adanya autoantibodi terhadap protein neurospesifik pada hasil operasi telah ditetapkan. Transplantasi jaringan saraf embrionik ditemukan tidak efektif pada pasien berusia 8-10 tahun ke atas, serta pada kasus sindrom hiperkinetik berat dan epilepsi. Secara klinis, efektivitas transplantasi jaringan saraf embrionik pada pasien dengan bentuk spastik cerebral palsy dimanifestasikan oleh pembentukan keterampilan statomotor baru dan gerakan sukarela dengan koreksi stereotip motorik patologis dan penurunan tingkat spastisitas, postur dan sikap patologis. Para penulis percaya bahwa efek positif dari transplantasi jaringan saraf embrionik adalah hasil dari efek normalisasi pada aktivitas fungsional struktur supraspinal yang terlibat dalam pengaturan tonus postural dan gerakan sukarela. Pada saat yang sama, efek klinis positif dari transplantasi jaringan saraf embrionik disertai dengan penurunan kandungan neurotransmiter dalam cairan serebrospinal subaraknoid, yang menunjukkan pemulihan interaksi integral dari struktur otak yang terkena.

Ada bentuk patologi neurologis parah lainnya - sindrom apalik, yang masalah pengobatannya, sayangnya, masih jauh dari terpecahkan. Sindrom apalik adalah kondisi subakut atau kronis polietiologis yang terjadi sebagai akibat dari lesi organik parah pada sistem saraf pusat (terutama korteks serebral), dan ditandai dengan perkembangan panapraksia dan panagnosia dengan fungsi bagian batang segmental dan formasi kompleks limbik-retikuler otak yang relatif terjaga. Studi lanjutan (dari 1 tahun hingga 3 tahun) telah menunjukkan bahwa sindrom apalik bukanlah diagnosis akhir kerusakan persisten pada sistem saraf pada anak-anak, tetapi berubah menjadi demensia organik atau menjadi keadaan vegetatif kronis. Di Departemen Bedah Saraf Restoratif Institut Bedah Saraf AP Romodanov dari Akademi Ilmu Kedokteran Ukraina, 21 pasien dengan konsekuensi sindrom apalik menjalani transplantasi jaringan saraf embrionik. Bahasa Indonesia: Di bawah anestesi umum, mahkota burr digunakan untuk membuat lubang burr di atas area perubahan atrofi yang paling menonjol yang terungkap oleh tomografi terkomputasi atau pencitraan resonansi magnetik, dan dengan adanya atrofi difus dari materi abu-abu atau putih, transplantasi dimasukkan ke girus presentral dan sentral otak. Setelah membuka dura mater, potongan jaringan dari korteks sensorimotor embrio berusia 8-9 minggu ditanamkan secara intrakortikal menggunakan alat khusus. Jumlah sampel jaringan yang ditanamkan berkisar antara 4 hingga 10, yang ditentukan oleh ukuran lubang burr dan ukuran perubahan lokal pada materi otak. Tidak seperti jenis patologi lainnya, pada sindrom apallic penulis berusaha menanamkan jaringan embrionik sebanyak mungkin ke area otak yang paling mudah diakses. Dura mater dijahit, dan operasi plastik dari cacat tengkorak dilakukan. Selama operasi, semua pasien menunjukkan perubahan signifikan baik pada korteks (atrofi, tidak adanya konvolusi, perubahan warna dan denyutan materi otak) maupun meningen (penebalan dura mater, penebalan signifikan membran araknoid dengan adanya pembuluh darahnya sendiri, fusi membran dengan materi otak di bawahnya). Perubahan ini lebih jelas pada pasien dengan riwayat lesi otak inflamasi. Pada pasien yang telah mengalami hipoksia SSP, perubahan atrofi difus pada materi otak, terutama di korteks, dengan peningkatan ruang subaraknoid, mendominasi, tanpa perubahan signifikan pada meningen. Setengah dari pasien mengalami peningkatan pendarahan jaringan lunak, tulang, dan materi otak. Setelah operasi, dalam waktu enam bulan hingga tiga tahun, kondisi membaik pada 16 pasien, dan tetap tidak berubah pada lima pasien. Dinamika positif diamati baik di bidang motorik maupun mental. Tonus otot menurun pada sepuluh pasien, pada 11 pasien, aktivitas motorik meningkat (paresis menurun,koordinasi gerakan membaik), pada lima anak, kemampuan manipulatif anggota tubuh bagian atas meningkat secara signifikan. Pada empat pasien, frekuensi dan tingkat keparahan kejang epilepsi menurun, dan pada satu anak tidak ada kejang sama sekali selama seluruh periode observasi setelah operasi. Agresi menurun pada dua anak, pada dua pasien dengan gangguan bulbar parah, tindakan menelan membaik, dua anak mampu mengunyah secara mandiri sudah 2 minggu setelah operasi. Penurunan tingkat keparahan gangguan mental dicatat, sembilan anak menjadi lebih tenang setelah operasi, tidur dan perhatian membaik pada tujuh pasien. Tiga pasien dengan konsekuensi sindrom apalik mulai mengenali orang tua mereka, satu - untuk mengikuti instruksi, dua - untuk mengucapkan kata-kata, pada tiga, tingkat disartria menurun. Para penulis mencatat bahwa peningkatan yang nyata dalam kondisi pasien dimulai 2 bulan setelah operasi, mencapai maksimum 5-6 bulan, kemudian tingkat perbaikan melambat dan pada akhir tahun prosesnya stabil pada 50% pasien. Efek positif dari neurotransplantasi menjadi dasar untuk operasi berulang pada enam pasien dengan konsekuensi sindrom apalik, tetapi pada belahan otak yang lain. Teknik dan metode transplantasi kedua identik dengan yang digunakan pada operasi pertama, tetapi efek klinis dari operasi kedua lebih rendah, meskipun tidak ada komplikasi serius yang muncul setelah intervensi bedah pertama atau kedua. Menurut penulis, mekanisme efek terapeutik neurotransplantasi dikaitkan dengan efek neurotropik dari jaringan saraf embrionik yang ditransplantasikan, yang mengandung sejumlah besar zat pertumbuhan, hormon, dan zat aktif biologis lainnya yang merangsang perbaikan neuron yang rusak dan reorganisasi plastik jaringan otak penerima. Efek pengaktifan pada aktivitas sel saraf yang sebelumnya terpelihara secara morfologis, tetapi kehilangan aktivitas fungsionalnya karena penyakit, juga mungkin terjadi. Efek neurotropik yang cepat inilah yang dapat menjelaskan peningkatan fungsi bulbar pada beberapa anak pada akhir minggu pertama atau kedua setelah operasi. Diasumsikan bahwa, selain itu, pada bulan ketiga atau keempat, hubungan morfologis dan fungsional terbentuk antara transplantasi dan otak inang, yang melaluinya neurotransplantasi menggantikan fungsi sel-sel otak yang mati, yang merupakan substrat untuk meningkatkan fungsi motorik dan mental pasien. Dua anak mampu mengunyah secara mandiri 2 minggu setelah operasi. Penurunan keparahan gangguan mental dicatat, sembilan anak menjadi lebih tenang setelah operasi, tidur dan perhatian membaik pada tujuh pasien. Tiga pasien dengan konsekuensi sindrom apalik mulai mengenali orang tua mereka, satu - untuk mengikuti instruksi, dua - untuk mengucapkan kata-kata,pada tiga pasien, tingkat disartria menurun. Penulis mencatat bahwa peningkatan kondisi pasien yang nyata dimulai 2 bulan setelah operasi, mencapai maksimum dalam 5-6 bulan, kemudian tingkat peningkatan melambat dan pada akhir tahun prosesnya stabil pada 50% pasien. Efek positif dari neurotransplantasi menjadi dasar untuk operasi berulang pada enam pasien dengan konsekuensi sindrom apalik, tetapi pada belahan otak yang lain. Teknik dan metode transplantasi kedua identik dengan yang dilakukan pada operasi pertama, tetapi efek klinis dari operasi kedua lebih rendah, meskipun tidak ada komplikasi serius setelah intervensi bedah pertama atau kedua. Menurut penulis, mekanisme efek terapeutik neurotransplantasi dikaitkan dengan efek neurotropik dari jaringan saraf embrionik yang ditransplantasikan, yang mengandung sejumlah besar zat pertumbuhan, hormon, dan zat aktif biologis lainnya yang merangsang perbaikan neuron yang rusak dan reorganisasi plastik jaringan otak penerima. Efek pengaktifan pada aktivitas sel saraf yang sebelumnya terpelihara secara morfologis, tetapi kehilangan aktivitas fungsionalnya karena penyakit, juga mungkin terjadi. Efek neurotropik yang cepat inilah yang dapat menjelaskan peningkatan fungsi bulbar pada beberapa anak pada akhir minggu pertama atau kedua setelah operasi. Diasumsikan bahwa, bersamaan dengan ini, pada bulan ketiga atau keempat, hubungan morfologis dan fungsional terbentuk antara transplantasi dan otak inang, yang melaluinya neurotransplantasi menggantikan fungsi sel otak yang mati, yang merupakan substrat untuk meningkatkan fungsi motorik dan mental pasien. Dua anak mampu mengunyah secara mandiri 2 minggu setelah operasi. Penurunan keparahan gangguan mental dicatat, sembilan anak menjadi lebih tenang setelah operasi, tidur dan perhatian membaik pada tujuh pasien. Tiga pasien dengan konsekuensi sindrom apalik mulai mengenali orang tua mereka, satu - mengikuti instruksi, dua - mengucapkan kata-kata, pada tiga tingkat disartria menurun. Para penulis mencatat bahwa perbaikan yang nyata pada kondisi pasien dimulai 2 bulan setelah operasi, mencapai maksimum dalam 5-6 bulan, kemudian tingkat perbaikan melambat dan pada akhir tahun prosesnya stabil pada 50% pasien. Efek positif dari neurotransplantasi menjadi dasar untuk operasi berulang pada enam pasien dengan konsekuensi sindrom apalik, tetapi pada belahan otak yang lain. Teknik dan metode transplantasi kedua identik dengan yang dilakukan pada operasi pertama, tetapi efek klinis dari operasi kedua lebih rendah, meskipun tidak ada komplikasi serius setelah intervensi bedah pertama atau kedua. Menurut para penulis,Mekanisme efek terapeutik neurotransplantasi dikaitkan dengan efek neurotropik dari jaringan saraf embrionik yang ditransplantasikan, yang mengandung sejumlah besar zat pertumbuhan, hormon, dan zat aktif biologis lainnya yang merangsang perbaikan neuron yang rusak dan reorganisasi plastik jaringan otak penerima. Efek pengaktifan pada aktivitas sel saraf yang sebelumnya terpelihara secara morfologis, tetapi kehilangan aktivitas fungsionalnya karena penyakit, juga dimungkinkan. Efek neurotropik yang cepat inilah yang dapat menjelaskan peningkatan fungsi bulbar pada beberapa anak pada akhir minggu pertama atau kedua setelah operasi. Diasumsikan bahwa, bersamaan dengan ini, pada bulan ketiga atau keempat, hubungan morfofungsional terbentuk antara transplantasi dan otak inang, yang melaluinya neurotransplantasi menggantikan fungsi sel otak yang mati, yang merupakan substrat untuk meningkatkan fungsi motorik dan mental pasien. Meskipun tidak ada komplikasi serius yang muncul setelah intervensi bedah pertama atau kedua. Menurut penulis, mekanisme efek terapeutik neurotransplantasi dikaitkan dengan efek neurotropik dari jaringan saraf embrionik yang ditransplantasikan, yang mengandung sejumlah besar zat pertumbuhan, hormon, dan zat aktif biologis lainnya yang merangsang perbaikan neuron yang rusak dan reorganisasi plastik jaringan otak penerima. Efek pengaktifan pada aktivitas sel saraf yang sebelumnya terpelihara secara morfologis, tetapi kehilangan aktivitas fungsionalnya karena penyakit, juga mungkin terjadi. Efek neurotropik yang cepat inilah yang dapat menjelaskan peningkatan fungsi bulbar pada beberapa anak bahkan pada akhir minggu pertama atau kedua setelah operasi. Diasumsikan bahwa, bersamaan dengan ini, pada bulan ketiga atau keempat, hubungan morfofungsional terbentuk antara transplantasi dan otak inang, yang melaluinya neurotransplantasi menggantikan fungsi sel otak yang mati, yang merupakan substrat untuk meningkatkan fungsi motorik dan mental pasien. Meskipun tidak ada komplikasi serius yang muncul setelah intervensi bedah pertama atau kedua. Menurut penulis, mekanisme efek terapeutik neurotransplantasi dikaitkan dengan efek neurotropik jaringan saraf embrionik yang ditransplantasikan, yang mengandung sejumlah besar zat pertumbuhan, hormon, dan zat aktif biologis lainnya yang merangsang perbaikan neuron yang rusak dan reorganisasi plastik jaringan otak penerima. Efek pengaktifan pada aktivitas sel saraf yang sebelumnya terpelihara secara morfologis, tetapi kehilangan aktivitas fungsionalnya karena penyakit, juga mungkin terjadi.Efek neurotropik yang cepat inilah yang dapat menjelaskan peningkatan fungsi bulbar pada beberapa anak bahkan pada akhir minggu pertama atau kedua setelah operasi. Diasumsikan bahwa, bersamaan dengan ini, pada bulan ketiga atau keempat, koneksi morfofungsional terbentuk antara transplantasi dan otak inang, yang melaluinya neurotransplantasi menggantikan fungsi sel-sel otak yang mati, yang merupakan substrat untuk meningkatkan fungsi motorik dan mental pasien.

Efek transplantasi jaringan saraf embrionik pada reorganisasi interkoneksi interneuronal dipelajari secara eksperimental. Penulis mempelajari pola pemulihan koneksi akson intermodular di area kerusakan mekanis pada korteks serebral pada tikus putih dengan dan tanpa transplantasi jaringan saraf embrionik menggunakan label lipofilik fluoresen DIL (1,1-dioctadecyl-3,3,33'-tetramethylindocarbocyanine perchlorate) dan pemindaian laser confocal. Ditemukan bahwa pengenalan jaringan saraf embrionik ke area kerusakan memastikan pertumbuhan akson, yang setelah melewati transplantasi terhubung dengan jaringan otak yang berdekatan, sedangkan tanpa transplantasi jaringan saraf embrionik, area kerusakan merupakan hambatan yang tidak dapat diatasi untuk menumbuhkan akson. Dalam penelitian ini, transplantasi neokorteks embrionik (hari ke-15-17 kehamilan) dilakukan. Hasil yang diperoleh oleh penulis merupakan bukti lebih lanjut yang mendukung pengaruh aktif transplantasi jaringan saraf embrionik pada reorganisasi pascatrauma hubungan interneuronal modul struktural dan fungsional korteks serebral yang berdekatan. Transplantasi jaringan saraf embrionik memberikan pemulihan sebagian koneksi antara area korteks serebral yang rusak dengan menciptakan kondisi yang menguntungkan bagi pertumbuhan akson di zona aksi faktor neurotropik transplantasi. Keberadaan efek tersebut telah dibuktikan secara eksperimental dan dibahas dalam literatur sebagai bukti kemampuan plastik yang tinggi dari otak hewan dewasa yang rusak secara seksual. Dalam hal ini, transplantasi sel saat ini dianggap sebagai strategi terapi yang optimal untuk memulihkan fungsi sistem saraf pusat manusia yang rusak.

Data yang diperoleh oleh penulis tentang efisiensi penggunaan jaringan saraf embrio otak sebagai media transplantasi eksogen untuk pertumbuhan akson mengonfirmasi prospek penciptaan hubungan komunikasi yang terarah antara area otak yang berdekatan dan utuh. Pekerjaan untuk mempelajari efek transplantasi jaringan saraf pada dinamika parameter fungsional sistem saraf pusat tampaknya relevan. Tugas pekerjaan tersebut adalah untuk menyelidiki efek transplantasi lokus coeruleus (LC) embrio pada indeks morfofungsional neuron LC dan aktivitas lokomotor penerima. Penerima adalah tikus Wistar betina, dan donornya adalah embrio tikus berumur 18 hari dari garis yang sama. Transplantasi LC embrio dilakukan ke dalam rongga ventrikel ketiga otak. Secara histologis, pencangkokan cangkokan terdeteksi pada 75% hewan penerima. Dalam kasus pencangkokan, cangkokan berdekatan dengan dinding ventrikel, mengisi 1/5-2/5 lumennya, dan layak. Pada 1 dan 6 bulan setelah operasi, jaringan saraf yang ditransplantasikan, menurut karakteristik morfologisnya, mewakili struktur yang akan muncul selama perkembangan ontogenetik normalnya, yaitu, struktur LC. Data yang diperoleh oleh penulis menunjukkan bahwa pada hewan yang menerima transplantasi anlage LC embrionik, aktivitas dinamis berubah dan aktivitas matriks kromatin inti sel LC meningkat. Akibatnya, aktivitas neuron LC mereka sendiri meningkat, tetapi transplantasi yang dicangkok juga aktif secara fungsional. Diketahui bahwa apa yang disebut wilayah lokomotor otak tengah secara praktis bertepatan dengan lokalisasi LC. Penulis percaya bahwa dasar untuk perubahan aktivitas motorik tikus penerima adalah aktivasi sel LC, baik sel mereka sendiri maupun transplantasi, dengan pelepasan sejumlah besar norepinefrin, termasuk di segmen sumsum tulang belakang. Dengan demikian, diasumsikan bahwa peningkatan aktivitas motorik dalam kondisi transplantasi LC ke otak hewan yang utuh disebabkan oleh adanya transplantasi aktif fungsional yang terintegrasi dengan otak penerima dan berkontribusi terhadap aktivasi aktivitas lokomotor pada tikus.

Selain itu, ditunjukkan bahwa sel-sel neuroepitelial yang ditransplantasikan dari rudimen embrionik neokorteks dan sumsum tulang belakang bertahan hidup dan berdiferensiasi menjadi neuroblas, neuron muda dan dewasa dalam waktu 1-2 bulan setelah transplantasinya ke saraf skiatik yang rusak pada tikus dewasa. Ketika mempelajari dinamika perkembangan neuron NADPH-positif dari rudimen embrionik neokorteks dan sumsum tulang belakang tikus dalam alograf heterotopik (embrio tikus 15 hari), pencangkokan 70 hingga 80% neurograft terungkap pada potongan longitudinal melalui saraf skiatik tikus penerima, yang bergantung pada periode pengamatan. Neuroblas uni- dan bipolar dengan inti cahaya bulat dan satu atau dua nukleolus mulai terbentuk dalam cangkokan satu minggu setelah operasi, yang disertai dengan pembentukan gugus. Para penulis gagal mendeteksi sel-sel yang mengandung NADPH diaphorase (NADPH-d) di antara neuroblas. Setelah 7 hari, hanya elemen seluler pembuluh darah yang positif NADPH - sel endotel kapiler dalam ketebalan transplantasi, serta sel endotel dan otot polos pembuluh saraf skiatik penerima. Karena dalam sel otot polos vaskular induksi NO sintase (NOS) terjadi di bawah pengaruh IL-1, penulis mengaitkan munculnya sel otot polos positif NADPH dalam pembuluh darah saraf skiatik dengan keberadaan IL-1 yang disintesis dalam batang saraf yang rusak. Diketahui bahwa neurogenesis dalam kondisi transplantasi rudimen otak embrio terjadi secara serempak dengan perkembangan neuron in situ. Hasil studi morfologi menunjukkan bahwa diferensiasi beberapa elemen saraf transplantasi tujuh hari setelah transplantasi sesuai dengan diferensiasi sel-sel di bagian otak yang sama pada tikus yang baru lahir. Dengan demikian, dalam kondisi transplantasi heterotopik ke saraf perifer, sel-sel saraf embrio yang ditransplantasikan menunjukkan kemampuan untuk mensintesis NADPH-d. Dalam kasus ini, lebih banyak neuron yang mengandung NADPH-d ditemukan dalam transplantasi sumsum tulang belakang daripada dalam transplantasi neokorteks, tetapi sintesis oksida nitrat dimulai pada neuron yang ditransplantasikan lebih lambat daripada selama perkembangan in situ. Dalam SSP vertebrata, sel-sel NOS-positif muncul pada periode prenatal. Dipercayai bahwa NO mendorong pembentukan koneksi sinaptik dalam otak yang sedang berkembang, dan keberadaan serat aferen saraf NOS-positif yang menyediakan sintesis NO dalam neuroblas serebelum merangsang migrasi dan diferensiasi neuron, yang karenanya terbentuk sitoarsitektur otak normal. Peran penting NO dalam sinapsogenesis telah ditetapkan dalam tektum - hanya neuron-neuron yang memiliki koneksi sinaptik dengan sel-sel retina yang ternyata NOS-positif.

Diketahui bahwa oksida nitrat merupakan salah satu pengatur aktivitas otak, di mana ia terbentuk dari arginin di bawah pengaruh NO sintase, yang memiliki aktivitas diaforase. Di sistem saraf pusat, NO disintesis dalam sel endotel pembuluh darah, mikroglia, astrosit dan neuron berbagai bagian otak. Setelah cedera otak traumatis, serta selama hipoksia dan iskemia, peningkatan jumlah neuron yang mengandung NO, yang merupakan salah satu pengatur aliran darah otak, diamati. Mengingat kemampuan NO untuk menginduksi sinapsogenesis, studi tentang pembentukan sel-sel yang mengandung NO dalam kondisi neurotransplantasi dengan latar belakang kerusakan traumatis pada jaringan saraf penerima menjadi perhatian khusus.

Yang tidak kalah penting adalah studi tentang efek neurotransplantasi pada stereotip refleks terkondisi perilaku. Dalam percobaan tentang studi tentang efek transplantasi intraserebral dan jauh (antara CII dan CIII) jaringan lokus coeruleus embrionik (17-19 hari kehamilan) pada proses memori dan kandungan katekolamin pada tikus dengan kerusakan neokorteks frontotemporal, ditunjukkan bahwa kerusakan elektrolit pada korteks frontotemporal otak mengganggu stereotip reaksi emosional refleks terkondisi penghindaran (memori), melemahkan aktivitas fisiologis, mengurangi kandungan norepinefrin di zona neokorteks yang menggumpal, tetapi meningkatkan kadarnya di hipotalamus, di mana penurunan konsentrasi adrenalin diamati, meskipun jumlahnya dalam darah dan kelenjar adrenal meningkat.

Sebagai hasil dari transplantasi intraserebral jaringan lokus coeruleus embrionik, stereotip reaksi penghindaran emosional refleks terkondisi, yang terganggu oleh kerusakan elektrolit pada daerah frontotemporal korteks serebral, dipulihkan pada 81,4% hewan, kandungan adrenalin dalam formasi retikuler otak tengah, hipotalamus dan neokorteks dinormalisasi, dan levelnya di hipokampus bahkan meningkat, yang dikombinasikan dengan penurunan konsentrasi adrenalin dalam darah.

Transplantasi jarak jauh jaringan lokus coeruleus embrionik tidak hanya memulihkan stereotip yang terganggu dari reaksi penghindaran emosi refleks terkondisi pada tikus dengan kerusakan elektrolit pada korteks frontotemporal, tetapi juga meningkatkan kandungan norepinefrin dan adrenalin, terutama di hipotalamus, darah, kelenjar adrenal, dan jantung. Diasumsikan bahwa hal ini disebabkan oleh vaskularisasi transplantasi, penetrasi neurotransmiter ke dalam aliran darah, perjalanannya melalui sawar darah-otak, dan aktivasi mekanisme penyerapan kembali adrenalin dan norepinefrin dengan jenis penyerapan 1, 2, 3. Penulis percaya bahwa stabilisasi jangka panjang tingkat norepinefrin dalam kondisi pencangkokan dan fungsi transplantasi dapat dianggap sebagai fenomena pelepasan progresifnya dalam dosis minimal oleh neuron lokus coeruleus.

Efek klinis positif dari transplantasi jaringan saraf embrionik mungkin juga disebabkan oleh kemampuan yang terakhir untuk memengaruhi proses neoplasma vaskular, yang dalam regulasinya faktor pertumbuhan dan sitokin berpartisipasi langsung. Vaskulogenesis diaktifkan oleh faktor pertumbuhan angiogenik - faktor pertumbuhan endotel vaskular (VEGF), FGF, PDGF dan TGF, yang disintesis selama iskemia, yang bertindak sebagai momen inisiasi angiogenesis. Telah terbukti bahwa penipisan potensi pertumbuhan vaskular terjadi selama proses penuaan tubuh, yang memainkan peran penting dalam patogenesis penyakit seperti penyakit jantung koroner dan aterosklerosis obliterasi pada ekstremitas bawah. Iskemia jaringan juga berkembang pada banyak penyakit lainnya. Pengenalan faktor angiogenik ke zona iskemik (angiogenesis terapeutik) merangsang pertumbuhan pembuluh darah di jaringan iskemik dan meningkatkan mikrosirkulasi karena perkembangan sirkulasi kolateral, yang pada gilirannya, meningkatkan aktivitas fungsional organ yang terkena.

VEGF dan FGF dianggap paling menjanjikan untuk penggunaan klinis. Hasil dari studi acak pertama menggembirakan, terutama jika dosis dan metode pemberian faktor angiogenik yang optimal dipilih dengan benar. Dalam hal ini, penilaian eksperimental aktivitas angiogenik ekstrak yang diisolasi dari jaringan otak embrio manusia dilakukan. Penelitian ini menggunakan bahan yang digugurkan yang diperoleh pada minggu kedua puluh kehamilan dan diproses sesuai dengan metode I. Maciog et al. (1979) sebagaimana dimodifikasi oleh IC ANRF. Obat ini merupakan analog dari “Endothelial cell growth supplement” (“Sigma”) dan merupakan campuran alami faktor angiogenik manusia, yang meliputi VEGF dan FGF. Eksperimen dilakukan pada tikus dengan model iskemia tungkai belakang dan jaringan miokard. Berdasarkan studi aktivitas alkali fosfatase pada hewan percobaan yang diberi ekstrak jaringan saraf embrio, ditemukan peningkatan jumlah kapiler per satuan luas miokardium - baik pada penampang longitudinal maupun transversal jantung. Aktivitas angiogenik sediaan ini ditunjukkan melalui pemberian langsung pada zona iskemik, serta dalam kasus pemberian sistemik (intramuskular), yang mengakibatkan penurunan luas rata-rata jaringan parut pasca infark.

Dalam setiap varian transplantasi jaringan saraf embrionik, sangat penting untuk memilih usia gestasi bahan embrionik yang ditransplantasikan dengan benar. Analisis komparatif efisiensi persiapan sel dari mesensefalon ventral embrionik tikus berusia 8, 14, dan 16-17 hari tiga bulan setelah neurotransplantasi intrastriatal ke tikus dewasa dengan parkinsonisme dalam uji otomatis asimetri motorik yang diinduksi apomorfin mengungkapkan efisiensi persiapan sel SSP yang jauh lebih tinggi dari embrio berusia 8 hari dan efisiensi terendah dari jaringan saraf embrionik berusia 16-17 hari. Data yang diperoleh berkorelasi dengan hasil analisis histomorfologi, khususnya, dengan ukuran transplantasi, tingkat keparahan reaksi glia, dan jumlah neuron dopaminergik di dalamnya.

Perbedaan dalam efek terapeutik sel-sel jaringan saraf embrionik dapat dikaitkan dengan tingkat ketidakmatangan dan komitmen sel-sel itu sendiri dan respons mereka yang berbeda terhadap faktor pertumbuhan yang dilepaskan di area kerusakan yang diinduksi pada neuron dopaminergik. Secara khusus, efek EGF dan FGF2 pada perkembangan sel punca saraf telensefalik secara in vivo terjadi pada berbagai tahap embriogenesis. Sel-sel neuroepitel embrio tikus berusia 8,5 hari, ketika dikultur secara in vitro dalam medium bebas serum, berkembang biak di hadapan FGF2, tetapi tidak EGF, yang hanya ditanggapi oleh populasi sel punca yang diisolasi dari otak embrio pada tahap perkembangan selanjutnya. Pada saat yang sama, sel punca saraf berkembang biak sebagai respons terhadap masing-masing mitogen ini dan secara aditif meningkatkan pertumbuhan dalam kasus penambahan EGF dan FGF2 ke dalam kultur dengan kepadatan penyemaian sel yang rendah. Sel punca saraf reaktif EGF dari zona germinal embrio tikus berusia 14,5 hari dianggap sebagai keturunan linier sel punca saraf reaktif FGF yang pertama kali muncul setelah 8,5 hari kehamilan. Fenotipe potensial sel punca saraf dan sel progenitor bergantung pada efek kompleks lingkungan mikronya. Imunofenotipe sel saraf dari zona periventrikular dan hipokampus embrio manusia berusia 8-12 dan 17-20 minggu dengan flow cytofluorometry mengungkapkan variabilitas signifikan yang terkait dengan usia kehamilan dan fitur konstitusional individu dari biomaterial donor. Ketika sel progenitor saraf ini dibudidayakan dalam medium bebas serum selektif dengan EGF, FGF2, dan NGF, neurospheres terbentuk pada tingkat yang secara signifikan bergantung pada usia kehamilan. Sel-sel dari berbagai bagian otak embrio manusia berusia 5-13 minggu, ketika dikultur sebentar dengan FGF2 dalam kultur monolapis pada substrat laminin dengan adanya sejumlah kecil faktor pertumbuhan, mempertahankan proliferasi selama 6 minggu dengan persentase sel nestin-positif yang tinggi dengan latar belakang pembentukan sel secara spontan dengan penanda ketiga garis diferensiasi saraf. Sel-sel yang diisolasi dari mesensefalon embrio manusia pada masa gestasi melebihi 13 minggu, berproliferasi di bawah pengaruh EGF dan juga membentuk neurosfer. Efek sinergis dicapai dengan menggunakan kombinasi EGF dan FGF2. Proliferasi sel induk saraf yang paling intens dengan pembentukan neurosfer diamati ketika mengkultur jaringan korteks serebral embrio manusia berusia 6-8 minggu dengan adanya EGF2, IGF1 dan 5% serum kuda pada substrat dengan fibronektin.

Perlu dicatat bahwa pertanyaan mengenai usia kehamilan dan bagian dari sistem saraf pusat embrionik, yang jaringannya lebih baik digunakan untuk tujuan neurotransplantasi, masih terbuka. Jawabannya harus dicari dalam neurogenesis otak yang sedang berkembang, yang berlanjut sepanjang periode prenatal - pada saat epitel tabung saraf membentuk struktur berlapis-lapis. Dipercayai bahwa sumber sel punca dan neuron baru adalah glia radial, yang terdiri dari sel-sel memanjang dengan proses panjang yang diarahkan secara radial relatif terhadap dinding vesikel otak dan menyentuh permukaan bagian dalam ventrikel dan permukaan pial luar dinding otak. Sebelumnya, glia radial hanya diberkahi dengan fungsi jalur saraf tempat neuroblas bermigrasi dari daerah ventral ke bagian superfisial, dan juga diberi peran rangka dalam proses pembentukan organisasi laminar korteks yang benar. Saat ini telah ditetapkan bahwa seiring perkembangan berlangsung, glia radial bertransdiferensiasi menjadi astrosit. Bagian penting dari neurogenesis pada mamalia berkurang segera setelah lahir, namun pada spesies hewan yang glia radialnya terpelihara hingga dewasa, neurogenesis secara aktif terjadi pada periode pascanatal.

Dalam kultur, sel glia radial dari neokorteks embrionik hewan pengerat membentuk neuron dan sel glia, dengan neuron sebagian besar terbentuk pada usia kehamilan 14 hingga 16 hari perkembangan embrio (periode intensitas maksimum neurogenesis di korteks serebral tikus dan mencit). Pada hari ke-18 embriogenesis, diferensiasi bergeser ke arah pembentukan astrosit dengan penurunan signifikan dalam jumlah neuron yang baru terbentuk. Pelabelan in situ sel glia radial dengan GFP memungkinkan untuk mendeteksi pembelahan asimetris sel berlabel di rongga vesikel serebral embrio tikus berusia 15 hingga 16 hari dengan munculnya sel anak dengan karakteristik imunologis dan elektrofisiologis neuroblas. Perlu dicatat bahwa, menurut hasil pengamatan dinamis, neuroblas yang muncul menggunakan sel induk sel glia radial untuk migrasi ke permukaan pial.

Penanda endogen glia radial adalah protein filamen intermediet nestin. Dengan menggunakan metode penyortiran aliran fluoresensi sel yang diberi label dengan retrovirus yang dikaitkan dengan GFP dan diekspresikan di bawah kendali nestin, ditunjukkan bahwa sel punca girus dentata dan hilus hipokampus manusia (material diperoleh selama operasi untuk epilepsi) mengekspresikan nestin. Oleh karena itu, mereka termasuk glia radial, yang pada manusia, seperti pada mamalia lain, hanya terpelihara di girus dentata.

Pada saat yang sama, efisiensi transplantasi sel ditentukan tidak hanya oleh viabilitas tinggi sel donor, potensi diferensiasinya, dan kemampuannya untuk mengganti sel yang rusak, tetapi, pertama-tama, oleh migrasi terarahnya. Integrasi fungsional penuh sel yang ditransplantasikan bergantung pada kemampuan migrasinya - tanpa mengganggu sitoarsitektur otak penerima. Karena glia radial mengalami reduksi yang hampir lengkap pada periode pascanatal, perlu diketahui bagaimana sel donor dapat berpindah dari zona transplantasi ke lokasi kerusakan otak pada penerima dewasa. Ada dua varian migrasi sel ke SSP yang tidak bergantung pada glia radial: fenomena migrasi tangensial atau pergerakan neuroblas selama perkembangan korteks serebral yang tegak lurus dengan jaringan glia radial, serta migrasi "dalam satu baris" atau "sepanjang rantai". Secara khusus, migrasi sel progenitor saraf dari zona subventrikular rostral ke bulbus olfaktorius terjadi sebagai urutan sel yang berdekatan rapat yang dikelilingi oleh sel glia. Dipercayai bahwa sel-sel ini menggunakan sel pasangan sebagai substrat migrasi, dan pengatur utama interaksi antarsel tersebut adalah PSA-NCAM (polysialilasi molekul adhesi sel saraf). Oleh karena itu, migrasi neuronal tidak selalu memerlukan partisipasi glia radial atau koneksi akson yang sudah ada sebelumnya. Bentuk ekstraradial pergerakan sel dalam "string" di sepanjang jalur migrasi rostral dipertahankan sepanjang hidup, yang menunjukkan kemungkinan nyata pengiriman sel progenitor saraf yang ditransplantasikan secara terarah ke sistem saraf yang matang.

Ada hipotesis tentang keberadaan garis sel punca dalam ontogenesis otak, yang menurutnya, pada tahap awal perkembangan otak, sel punca adalah sel neuroepitelial, yang, saat matang, berdiferensiasi menjadi glia radial. Pada masa dewasa, peran sel punca dilakukan oleh sel-sel yang memiliki karakteristik astrosit. Meskipun ada sejumlah poin kontroversial (kontradiksi mengenai sel punca hipokampus, serta bagian dalam otak yang tidak memiliki korteks berlapis dan berkembang dari tuberkel talamus, tempat glia radial tidak ada), konsep yang jelas dan sederhana tentang perubahan konsisten dalam fenotipe sel punca sepanjang ontogenesis tampak sangat menarik.

Pengaruh faktor lingkungan mikro pada penentuan dan diferensiasi sel pembeda saraf selanjutnya telah ditunjukkan dengan jelas melalui transplantasi sel induk sumsum tulang belakang tikus dewasa ke berbagai daerah sistem saraf dewasa. Ketika sel induk ditransplantasikan ke girus dentata atau ke daerah migrasi neuron di bulbus olfaktorius, migrasi aktif sel yang ditransplantasikan diamati, dengan pembentukan banyak neuron. Transplantasi sel induk ke sumsum tulang belakang dan daerah tanduk Ammon menghasilkan pembentukan astrosit dan oligodendrosit, sedangkan transplantasi ke girus dentata menghasilkan pembentukan tidak hanya sel glia, tetapi juga neuron.

Pada tikus dewasa, jumlah sel yang membelah di girus dentata dapat mencapai beberapa ribu per hari - kurang dari 1% dari jumlah total sel granular. Neuron mencakup 50-90% sel, astosit dan elemen glia lainnya - sekitar 15%. Sel-sel yang tersisa tidak memiliki ciri antigenik neuron dan glia, tetapi mengandung antigen sel endotel, yang menunjukkan hubungan erat antara neurogenesis dan angiogenesis di girus dentata. Pendukung kemungkinan diferensiasi sel endotel menjadi sel prekursor neuronal merujuk pada kemampuan sel endotel in vitro untuk mensintesis BDNF.

Kecepatan perakitan sendiri sirkuit saraf sangat mengesankan: selama diferensiasi, sel prekursor sel granula bermigrasi ke girus dentata dan membentuk proses yang tumbuh ke arah zona SAZ tanduk Ammon dan membentuk sinapsis dengan neuron penghambat glutamatergik piramidal dan interkalar. Sel granula yang baru dibuat diintegrasikan ke dalam sirkuit saraf yang ada dalam waktu 2 minggu, dan sinapsis pertama muncul paling cepat 4-6 hari setelah munculnya sel baru. Dengan pemberian BrdU atau 3H-timidin (salah satu metode untuk mengidentifikasi sel induk dewasa) secara berkala kepada hewan dewasa, sejumlah besar neuron dan astrosit berlabel ditemukan di tanduk Ammon, yang menunjukkan kemungkinan pembentukan neuron baru tidak hanya di girus dentata, tetapi juga di bagian lain hipokampus. Minat terhadap proses pembelahan, diferensiasi, dan kematian sel di girus dentata hipokampus otak yang matang juga disebabkan oleh fakta bahwa neuron yang terbentuk di sini terlokalisasi di salah satu area utama hipokampus, yang bertanggung jawab untuk proses pembelajaran dan memori.

Dengan demikian, saat ini telah ditetapkan bahwa sel-sel progenitor saraf berasal dari sel-sel zona subependimal ventrikel lateral hewan pengerat dewasa. Sel-sel ini bermigrasi sepanjang jalur migrasi rostral yang dibentuk oleh sel-sel astrosit yang berorientasi longitudinal ke bulbus olfaktorius, tempat sel-sel ini tertanam dalam lapisan sel granula dan berdiferensiasi menjadi neuron dari struktur ini. Migrasi sel-sel saraf progenitor telah dideteksi dalam jalur migrasi rostral monyet dewasa, yang menunjukkan kemungkinan pembentukan neuron baru dalam bulbus olfaktorius primata. Sel punca saraf telah diisolasi dari bulbus olfaktorius manusia dewasa dan dipindahkan ke dalam galur, sel-sel kloningnya berdiferensiasi menjadi neuron, astrosit, dan oligodendrosit. Sel punca telah ditemukan di hipokampus otak tikus, mencit, monyet, dan manusia yang sudah dewasa. Sel induk saraf dari zona subgranular fasia dentata merupakan sumber sel progenitor yang bermigrasi ke tungkai medial dan lateral hipokampus, tempat mereka berdiferensiasi menjadi sel granular dewasa dan elemen glia. Akson neuron yang terbentuk secara de novo dari fasia dentata dilacak ke medan CA3, yang menunjukkan partisipasi neuron yang baru terbentuk dalam penerapan fungsi hipokampus. Di area asosiasi neokorteks monyet dewasa, ditemukan sel progenitor saraf yang bermigrasi dari zona subventrikular. Di lapisan VI neokorteks otak tikus, neuron piramidal baru terdeteksi 2-28 minggu setelah kerusakan dan kematian neuron asli lapisan ini yang disebabkan oleh migrasi sel progenitor zona subventrikular yang sebelumnya tidak aktif. Akhirnya, realitas neurogenesis pascanatal di otak manusia dibuktikan dengan peningkatan dua kali lipat dalam jumlah neuron kortikal, yang berlanjut selama 6 tahun pertama setelah kelahiran.

Yang tidak kalah pentingnya bagi transplantasi sel praktis adalah masalah pengaturan proses reproduksi dan diferensiasi sel induk dan sel progenitor saraf. Faktor terpenting yang menekan proliferasi sel progenitor saraf adalah glukokortikoid, yang secara tajam mengurangi jumlah pembelahan, sementara pengangkatan kelenjar adrenal, sebaliknya, secara signifikan meningkatkan jumlah mitosis (Gould, 1996). Perlu dicatat bahwa morfogenesis girus dentata pada hewan pengerat paling intens selama dua minggu pertama perkembangan pascanatal selama periode tidak adanya reaksi terhadap stres dengan latar belakang penurunan tajam dalam produksi dan sekresi hormon steroid korteks adrenal. Kortikosteroid menghambat migrasi sel granular - neuron baru tidak tertanam di lapisan granular girus dentata, tetapi tetap berada di hilus. Diasumsikan bahwa proses pembentukan koneksi sinaptik terganggu secara bersamaan. Perlindungan sel dari "agresi steroid" tersebut dilakukan dengan ekspresi minimal reseptor mineralokortikoid dan glukokortikoid pada sel granula yang berproliferasi tidak hanya selama perkembangan girus dentata, tetapi juga pada hewan dewasa. Namun, dari semua neuron otak, neuron hipokampuslah yang dicirikan oleh kandungan reseptor glukokortikoid tertinggi, yang menyebabkan efek stres pada hipokampus. Stres psikoemosional dan situasi stres menghambat neurogenesis, dan stres kronis secara tajam mengurangi kemampuan hewan untuk memperoleh keterampilan baru dan belajar. Efek negatif yang lebih nyata dari stres kronis pada neurogenesis cukup dapat dipahami jika kita memperhitungkan keadaan sel induk saraf yang sebagian besar tidak aktif. Saat melumpuhkan tikus hamil (untuk hewan pengerat - faktor stres yang sangat kuat), ditemukan bahwa stres prenatal juga menyebabkan penurunan jumlah sel di girus dentata dan secara signifikan menghambat neurogenesis. Diketahui bahwa glukokortikoid berpartisipasi dalam patogenesis keadaan depresi, yang ekuivalen morfologisnya adalah penghambatan neurogenesis, reorganisasi patologis neuron dan koneksi interneuronal, dan kematian sel saraf. Di sisi lain, agen kemoterapi antidepresan mengaktifkan pembentukan neuron de novo, yang menegaskan hubungan antara proses pembentukan neuron baru di hipokampus dan perkembangan depresi. Estrogen memiliki efek signifikan pada neurogenesis, yang efeknya berlawanan dengan aksi glukokortikosteroid dan terdiri dari mendukung proliferasi dan viabilitas sel progenitor saraf. Perlu dicatat bahwa estrogen secara signifikan meningkatkan kemampuan belajar hewan. Beberapa penulis mengaitkan perubahan siklik dalam jumlah sel granula dan kelebihan jumlahnya pada wanita dengan pengaruh estrogen.

Diketahui bahwa neurogenesis dikendalikan oleh EGF, FGF dan BDNF, namun, mekanisme efek sinyal eksternal pada sel induk dari mitogen dan faktor pertumbuhan belum cukup dipelajari. Telah ditetapkan bahwa PDGF in vitro mempertahankan arah neuronal diferensiasi sel progenitor, dan faktor neurotropik siliaris (CNTF), seperti triiodothyronine, merangsang pembentukan elemen glia yang dominan - astrosit dan oligodendrosit. Protein pengaktif adenilat siklase hipofisis (PACAP) dan peptida intestinal vasoaktif (VIP) mengaktifkan proliferasi sel progenitor saraf, tetapi pada saat yang sama menghambat proses diferensiasi sel anak. Opioid, terutama dalam kasus paparan jangka panjang, secara signifikan menghambat neurogenesis. Namun, reseptor opioid belum teridentifikasi dalam sel punca dan sel progenitor saraf girus dentata (mereka terdapat dalam neuron yang berdiferensiasi pada periode embrio), yang tidak memungkinkan kita untuk menilai efek langsung opioid.

Kebutuhan pengobatan regeneratif-plastik praktis telah memaksa para peneliti untuk memberikan perhatian khusus pada studi pluripotensi dan multipotensi sel punca. Penerapan sifat-sifat ini pada tingkat sel punca regional organisme dewasa di masa mendatang dapat memastikan produksi bahan transplantasi yang diperlukan. Telah ditunjukkan di atas bahwa stimulasi epigenetik sel punca saraf memungkinkan diperolehnya sel-sel yang berproliferasi yang telah terbentuk sebelumnya sesuai dengan fenotipe saraf, yang membatasi jumlahnya. Dalam kasus penggunaan sifat totipotensi sel punca embrionik, proliferasi hingga jumlah sel yang cukup diperoleh terjadi lebih awal daripada diferensiasi saraf, dan sel-sel yang berlipat ganda dengan mudah diubah menjadi fenotipe saraf. Untuk memperoleh sel punca saraf, ESC diisolasi dari massa sel bagian dalam blastokista dan dikulturkan dalam kehadiran LIF yang wajib, yang mempertahankan totipotensi dan kemampuan untuk pembelahan tanpa batas. Setelah ini, diferensiasi saraf ESC diinduksi menggunakan asam retinoat. Transplantasi sel induk saraf yang dihasilkan ke striatum yang rusak oleh quinolin dan 6-hydroxydopamine disertai dengan diferensiasinya menjadi neuron dopaminergik dan serotonergik. Setelah disuntikkan ke dalam ventrikel otak embrio tikus, sel progenitor saraf yang berasal dari ESC bermigrasi ke berbagai daerah otak penerima, termasuk korteks, striatum, septum, talamus, hipotalamus, dan otak kecil. Sel-sel yang tersisa di rongga ventrikel membentuk struktur epitel yang menyerupai tabung saraf, serta pulau-pulau individual dari jaringan non-saraf. Di parenkim otak embrio penerima, sel-sel yang ditransplantasikan menghasilkan tiga jenis sel utama sistem saraf. Beberapa di antaranya memiliki dendrit apikal yang memanjang, badan sel piramidal, dan akson basal yang menjorok ke korpus kalosum. Astrosit asal donor memperluas proses ke kapiler di dekatnya, dan oligodendrosit berhubungan erat dengan lapisan mielin, berpartisipasi dalam pembentukan mielin. Dengan demikian, sel-sel progenitor saraf yang diperoleh dari ESC secara in vitro mampu melakukan migrasi terarah dan diferensiasi regional yang sesuai dengan sinyal lingkungan mikro, menyediakan banyak area otak yang sedang berkembang dengan neuron dan glia.

Beberapa penulis mempertimbangkan kemungkinan de- dan transdiferensiasi sel punca regional dari organisme dewasa. Konfirmasi tidak langsung dari dediferensiasi sel dalam kultur dengan perluasan potensinya disediakan oleh data tentang pencangkokan sel punca saraf tikus di sumsum tulang merah dengan pengembangan garis sel berikutnya dari mereka, menghasilkan sel-sel darah tepi yang aktif secara fungsional. Selain itu, transplantasi sel-sel neurosphere berlabel genetik (LacZ) yang diperoleh dari otak dewasa atau embrionik ke dalam otak tikus yang diradiasi dengan hematopoiesis yang ditekan menyebabkan pembentukan tidak hanya turunan saraf dari sel punca, tetapi juga menyebabkan pembentukan sel darah, yang menunjukkan pluripotensi sel punca saraf, yang terwujud di luar otak. Dengan demikian, sel punca saraf mampu berdiferensiasi menjadi sel darah di bawah pengaruh sinyal dari lingkungan mikro sumsum tulang dengan transformasi awal menjadi sel punca hematopoietik. Di sisi lain, ketika mentransplantasikan sel punca hematopoietik sumsum tulang ke dalam otak, diferensiasinya di bawah pengaruh lingkungan mikro jaringan otak menjadi sel glia dan saraf terbentuk. Akibatnya, potensi diferensiasi sel punca saraf dan hematopoietik tidak dibatasi oleh spesifisitas jaringan. Dengan kata lain, faktor lingkungan mikro lokal, berbeda dari yang menjadi ciri khas jaringan otak dan sumsum tulang, mampu mengubah arah diferensiasi sel-sel ini. Telah ditunjukkan bahwa sel punca saraf yang dimasukkan ke dalam sistem vena tikus yang diradiasi menciptakan populasi sel myeloid, limfoid, dan hematopoietik yang belum matang di limpa dan sumsum tulang. Secara in vitro, efek protein morfogenetik sumsum tulang (BMP) pada kelangsungan hidup dan diferensiasi sel punca saraf terbentuk, yang menentukan, seperti pada tahap awal embriogenesis, perkembangannya ke arah saraf atau glia. Dalam kultur sel induk saraf dari embrio tikus berusia 16 hari, BMP menginduksi pembentukan neuron dan astroglia, sedangkan dalam kultur sel induk yang berasal dari otak perinatal, hanya astrosit yang terbentuk. Selain itu, BMP menekan pembentukan oligodendrosit, yang muncul secara in vitro hanya dengan penambahan antagonis BMP noggin.

Proses transdiferensiasi tidak spesifik terhadap spesies: sel punca hematopoietik sumsum tulang manusia yang ditransplantasikan ke striatum tikus dewasa bermigrasi ke materi putih kapsul eksternal, neokorteks ipsi- dan kontralateral, tempat mereka membentuk elemen seluler seperti astrosit (Azizi et al., 1998). Ketika sel punca sumsum tulang ditransplantasikan ke ventrikel lateral tikus yang baru lahir, migrasi sel punca hematopoietik dapat ditelusuri ke struktur otak depan dan otak kecil. Di striatum dan lapisan molekuler hipokampus, sel-sel yang bermigrasi diubah menjadi astrosit, dan di bulbus olfaktorius, lapisan sel granular bagian dalam otak kecil, dan formasi retikuler batang otak, mereka membentuk sel-sel seperti neuron dengan reaksi positif terhadap neurofilamen. Setelah pemberian sel hematopoietik secara intravena kepada tikus dewasa, mikrosit dan astrosit berlabel GFP terdeteksi di neokorteks, talamus, batang otak, dan serebelum.

Selain itu, sel punca mesenkimal sumsum tulang, yang menghasilkan semua jenis sel jaringan ikat, juga dapat mengalami transdiferensiasi saraf dalam kondisi tertentu (ingat bahwa sumber mesenkim embrionik adalah sel punca saraf). Telah ditunjukkan bahwa sel stroma sumsum tulang manusia dan tikus yang dikultur secara in vitro dengan adanya EGF atau BDNF mengekspresikan penanda sel progenitor saraf nestin, dan penambahan berbagai kombinasi faktor pertumbuhan mengarah pada pembentukan sel dengan penanda glia (GFAP) dan neuron (protein nuklir, NeuN). Sel punca mesenkimal singeneik berlabel yang ditransplantasikan ke dalam ventrikel lateral otak tikus yang baru lahir bermigrasi dan terlokalisasi di otak depan dan otak kecil tanpa mengganggu sitoarsitektur otak penerima. Sel punca mesenkimal sumsum tulang berdiferensiasi menjadi astrosit dewasa di striatum dan lapisan molekuler hipokampus, dan mengisi bulbus olfaktorius, lapisan granular serebelum, dan formasi retikuler, tempat mereka bertransformasi menjadi neuron. Sel punca mesenkimal sumsum tulang manusia mampu berdiferensiasi menjadi makroglia secara in vitro dan berintegrasi ke dalam struktur otak tikus setelah transplantasi. Transplantasi langsung sel punca mesenkimal sumsum tulang ke hipokampus tikus dewasa juga disertai dengan migrasi mereka ke parenkim otak dan diferensiasi neuroglia.

Diasumsikan bahwa transplantasi sel punca sumsum tulang dapat memperluas kemungkinan terapi sel untuk penyakit sistem saraf pusat yang ditandai dengan kematian neuron patologis yang berlebihan. Namun, perlu dicatat bahwa tidak semua peneliti mengakui fakta transformasi timbal balik sel punca saraf dan hematopoietik, terutama secara in vivo, yang lagi-lagi disebabkan oleh kurangnya penanda yang dapat diandalkan untuk menilai transdiferensiasi dan perkembangan selanjutnya.

Transplantasi sel punca membuka cakrawala baru untuk terapi gen seluler dari patologi neurologis herediter. Modifikasi genetik sel punca saraf melibatkan penyisipan konstruksi regulasi genetik, yang produknya berinteraksi dengan protein siklus sel dalam mode regulasi otomatis. Transduksi gen tersebut ke dalam sel progenitor embrionik digunakan untuk memperbanyak sel punca saraf. Sebagian besar klon sel yang dimodifikasi secara genetik berperilaku seperti garis sel yang stabil, tidak menunjukkan tanda-tanda transformasi in vivo atau in vitro, tetapi memiliki kemampuan yang jelas untuk penghambatan kontak proliferasi. Ketika ditransplantasikan, sel-sel transfeksi yang diperbanyak diintegrasikan ke dalam jaringan penerima tanpa mengganggu sitoarsitektur dan tanpa mengalami transformasi tumor. Sel punca saraf donor tidak merusak zona integrasi dan bersaing secara setara untuk mendapatkan ruang dengan sel progenitor inang. Namun, pada hari ke-2-3, intensitas pembelahan sel transfektan menurun tajam, yang sesuai dengan penghambatan kontak proliferasinya secara in vitro. Embrio penerima transfektan sel punca saraf tidak memiliki kelainan dalam perkembangan sistem saraf pusat, semua area otak yang bersentuhan dengan transplantasi berkembang secara normal. Setelah transplantasi, klon sel punca saraf dengan cepat bermigrasi dari zona injeksi dan sering kali melampaui zona embrionik yang sesuai di sepanjang traktus rostral, terintegrasi secara memadai dengan area otak lainnya. Integrasi klon yang dimodifikasi secara genetik dan garis sel yang ditransfeksi dari sel punca saraf ke dalam otak organisme inang merupakan karakteristik tidak hanya dari periode embrionik: sel-sel ini ditanamkan ke dalam banyak area sistem saraf pusat janin, bayi baru lahir, dewasa, dan bahkan organisme penerima yang menua dan menunjukkan kemampuan untuk integrasi dan diferensiasi yang memadai. Secara khusus, setelah transplantasi ke dalam rongga ventrikel otak, sel-sel yang ditransfeksi bermigrasi tanpa merusak sawar darah-otak dan menjadi komponen seluler fungsional integral dari jaringan otak. Neuron donor membentuk sinapsis yang sesuai dan mengekspresikan saluran ion tertentu. Dengan integritas penghalang darah-otak yang terjaga, astroglia, turunan sel induk saraf transfektan, memperluas proses ke pembuluh darah otak, dan oligodendrosit yang berasal dari donor mengekspresikan protein dasar mielin dan mengemielinasi proses saraf.

Selain itu, sel punca saraf ditransfeksi untuk digunakan sebagai vektor seluler. Konstruksi vektor-genetik tersebut menyediakan ekspresi gen asing yang stabil secara in vivo yang terlibat dalam perkembangan sistem saraf, atau digunakan untuk mengoreksi cacat genetik yang ada, karena produk gen ini mampu mengompensasi berbagai kelainan biokimia pada sistem saraf pusat. Aktivitas migrasi yang tinggi dari sel punca yang ditransfeksi dan implantasi yang memadai ke zona germinal berbagai area otak yang sedang berkembang memungkinkan kita untuk berharap pemulihan lengkap dari kekurangan enzim seluler yang diwariskan. Dalam pemodelan sindrom ataksia-telangiektasia (garis mutan tikus pg dan pcd), sel Purkinje menghilang dari otak kecil hewan percobaan selama minggu-minggu pertama perkembangan pascanatal. Telah ditunjukkan bahwa pengenalan sel punca saraf ke dalam otak hewan tersebut disertai dengan diferensiasinya menjadi sel Purkinje dan neuron granular. Pada mutan pcd, gangguan koordinasi gerakan dikoreksi sebagian dan intensitas tremor berkurang. Hasil serupa diperoleh dengan mentransplantasikan sel punca saraf manusia yang dikloning ke primata di mana degenerasi sel Purkinje diinduksi menggunakan onkonase. Setelah transplantasi, sel induk saraf donor ditemukan di lapisan granular, molekuler, dan sel Purkinje pada parenkim serebelum. Oleh karena itu, modifikasi genetik sel progenitor saraf dapat memberikan modifikasi fenotipe yang stabil dan tahan terhadap pengaruh eksternal. Hal ini terutama penting dalam proses patologis yang terkait dengan perkembangan faktor pada penerima yang mencegah kelangsungan hidup dan diferensiasi sel donor (misalnya, selama agresi imun).

Mukopolisakaridosis tipe VII pada manusia ditandai dengan neurodegenerasi dan disabilitas intelektual progresif, yang dimodelkan pada tikus oleh mutasi delesi pada gen beta-glukuronidase. Setelah transplantasi sel induk saraf yang ditransfeksi yang mensekresi beta-glukuronidase ke dalam ventrikel serebral tikus penerima yang baru lahir dengan kelainan, sel donor ditemukan pertama kali di zona terminal dan kemudian menyebar ke seluruh parenkim otak, yang secara stabil mengoreksi integritas lisosom di otak tikus mutan. Dalam model penyakit Tay-Sachs, sel induk saraf yang ditransduksi retrovirus, ketika diberikan di dalam rahim kepada janin tikus dan ditransplantasikan ke tikus yang baru lahir, memberikan ekspresi subunit beta beta-heksosaminidase yang efisien pada penerima dengan mutasi yang menyebabkan akumulasi patologis beta2-gangliosida.

Arah lain dari pengobatan regeneratif adalah stimulasi potensi proliferatif dan diferensiasi sel induk saraf pasien sendiri. Secara khusus, sel induk saraf mengeluarkan NT-3 selama hemiseksi sumsum tulang belakang dan asfiksia otak pada tikus, mengekspresikan NGF dan BDNF di septum dan ganglia basal, tirosin hidroksilase di striatum, serta reelin di serebelum dan protein dasar mielin di otak.

Akan tetapi, masalah stimulasi neurogenesis jelas tidak mendapat perhatian yang cukup. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa beban fungsional pada pusat saraf yang bertanggung jawab untuk membedakan bau tercermin dalam pembentukan neuron baru. Pada tikus transgenik dengan defisit molekul adhesi neuronal, penurunan intensitas neurogenesis dan penurunan jumlah neuron yang bermigrasi ke bulbus olfaktorius dikombinasikan dengan gangguan kemampuan untuk membedakan bau, meskipun ambang persepsi bau dan memori olfaktorius jangka pendek tidak terganggu. Keadaan fungsional sel-sel girus dentata memainkan peran penting dalam regulasi neurogenesis: melemahnya efek glutamat pada sel-sel granula setelah penghancuran korteks entorhinal mendorong proliferasi dan diferensiasi neuron, dan stimulasi serat jalur perforant (input aferen utama ke hipokampus) menyebabkan penghambatan neurogenesis. Antagonis reseptor NMDA mengaktifkan proses pembentukan neuron baru, sementara agonis, sebaliknya, mengurangi intensitas neurogenesis, yang pada dasarnya menyerupai aksi glukokortikosteroid. Hasil penelitian yang bertentangan ditemukan dalam literatur: informasi tentang efek penghambatan yang terbukti secara eksperimental dari neurotransmitter glutamat rangsang pada neurogenesis tidak konsisten dengan data tentang stimulasi proliferasi sel progenitor dan munculnya neuron baru dengan peningkatan aktivitas kejang di hipokampus hewan dengan model epilepsi kain dan pilokarpin eksperimental. Pada saat yang sama, dalam model epilepsi tradisional yang disebabkan oleh beberapa stimulasi subambang batas pada area otak tertentu (kindling) dan ditandai dengan kematian neuron yang kurang jelas, intensitas neurogenesis hanya meningkat pada fase akhir kindling, ketika kerusakan dan kematian neuron diamati di hipokampus. Telah ditunjukkan bahwa pada epilepsi, aktivitas kejang merangsang neurogenesis dengan lokalisasi abnormal neuron granula baru, yang banyak di antaranya muncul tidak hanya di girus dentata tetapi juga di hilus. Neuron tersebut sangat penting dalam perkembangan tunas serat lumut, karena aksonnya membentuk kolateral terbalik yang biasanya tidak ada yang membentuk banyak sinapsis dengan sel granula di sekitarnya.

Penggunaan sel punca saraf regional membuka prospek baru untuk penerapan transplantasi sel dalam pengobatan penyakit neurodegeneratif metabolik dan genetik, penyakit demielinasi, dan gangguan pascatrauma pada sistem saraf pusat. Sebelum melakukan transplantasi sel pengganti menurut salah satu metode, pemilihan dan perluasan jenis sel progenitor saraf yang diperlukan secara eks vivo dilakukan dengan tujuan untuk selanjutnya dimasukkan langsung ke area otak yang rusak. Efek terapeutik dalam kasus ini disebabkan oleh penggantian sel yang rusak atau pelepasan faktor pertumbuhan dan sitokin secara lokal. Metode terapi regeneratif-plastik ini memerlukan transplantasi sel dalam jumlah yang cukup besar dengan karakteristik fungsional yang telah ditentukan sebelumnya.

Studi lebih lanjut tentang karakteristik molekuler dan potensi regeneratif-plastik sel punca otak dewasa, serta kemampuan sel punca regional dari asal jaringan yang berbeda untuk melakukan transdiferensiasi, juga harus dianggap tepat. Saat ini, penyaringan antigen sel punca hematopoietik sumsum tulang telah dilakukan, dengan penentuan kombinasi penanda sel yang mampu melakukan transdiferensiasi menjadi sel progenitor sel punca saraf (CD 133+, 5E12+, CD34-, CD45-, CD24). Sel-sel telah diperoleh yang membentuk neurospheres secara in vitro dan membentuk neuron ketika ditransplantasikan ke otak tikus imunodefisiensi yang baru lahir. Yang menarik bagi xenotransplantologi seluler adalah hasil studi tentang kemungkinan transplantasi silang sel punca pada individu dari taksa yang jauh secara evolusi. Hasil implantasi sel punca saraf ke area tumor otak tetap tanpa interpretasi yang tepat: sel yang ditransplantasikan secara aktif bermigrasi ke seluruh volume tumor tanpa melampaui batasnya, dan ketika sel dimasukkan ke bagian otak yang utuh, migrasi aktifnya menuju tumor diamati. Pertanyaan mengenai signifikansi biologis dari migrasi tersebut masih terbuka.

Perlu dicatat bahwa transplantasi sel induk saraf yang berhasil, serta sel progenitor saraf lainnya yang diperoleh dari ESC, hanya mungkin dilakukan jika menggunakan sel progenitor saraf yang sangat murni, karena sel induk embrionik yang tidak berdiferensiasi pasti akan berubah menjadi teratoma dan teratokarsinoma saat ditransplantasikan ke penerima imunokompeten dewasa. Bahkan sejumlah kecil sel yang berdiferensiasi buruk dalam suspensi sel donor secara tajam meningkatkan tumorigenisitas transplantasi dan secara tidak dapat diterima meningkatkan risiko perkembangan tumor atau pembentukan jaringan non-saraf. Memperoleh populasi sel progenitor saraf yang homogen dimungkinkan saat menggunakan sel yang muncul pada tahap tertentu dari embriogenesis normal sebagai sumber alternatif jaringan donor. Pendekatan lain melibatkan eliminasi populasi sel yang tidak diinginkan secara hati-hati dengan seleksi khusus garis keturunan. Penggunaan ESC untuk neurotransplantasi setelah paparan faktor pertumbuhan in vitro yang tidak mencukupi juga berbahaya. Dalam hal ini, kegagalan program diferensiasi saraf dengan pembentukan struktur yang melekat pada tabung saraf tidak dapat dikesampingkan.

Saat ini cukup jelas bahwa sel punca saraf menunjukkan tropisme untuk area sistem saraf pusat yang berubah secara patologis dan memiliki efek regeneratif-plastik yang nyata. Lingkungan mikro di lokasi kematian sel jaringan saraf memodelkan arah diferensiasi sel yang ditransplantasikan, sehingga mengisi kembali kekurangan elemen saraf tertentu dalam zona kerusakan SSP. Dalam beberapa proses neurodegeneratif, sinyal neurogenik muncul untuk rekapitulasi neurogenesis, dan sel punca saraf otak yang matang mampu merespons informasi instruktif ini. Banyak data eksperimen berfungsi sebagai ilustrasi yang jelas tentang potensi terapeutik sel punca saraf. Pemberian intracisternal klon sel punca saraf ke hewan dengan ligasi arteri serebral tengah (model stroke iskemik) membantu mengurangi area dan volume area otak yang berubah secara destruktif, terutama dalam kasus transplantasi sel punca saraf bersama dengan FGF2. Secara imunositokimia, migrasi sel donor ke zona iskemik dengan integrasi selanjutnya dengan sel otak penerima yang utuh diamati. Transplantasi sel-sel imatur dari garis neuroepitel tikus MHP36 ke dalam otak tikus dengan stroke eksperimental meningkatkan fungsi sensorimotor, dan pengenalan sel-sel ini ke dalam ventrikel serebral meningkatkan fungsi kognitif. Transplantasi sel-sel hematopoietik yang terbentuk sebelumnya secara neural dari sumsum tulang manusia ke tikus menghilangkan disfungsi korteks serebral yang disebabkan oleh kerusakan iskemik. Dalam kasus ini, sel-sel progenitor saraf xenogenik bermigrasi dari tempat suntikan ke zona perubahan destruktif pada jaringan otak. Transplantasi intrakranial sel-sel sumsum tulang homolog dalam kerusakan traumatis pada korteks serebral pada tikus mengarah pada pemulihan sebagian fungsi motorik. Sel donor mencangkok, berkembang biak, menjalani diferensiasi saraf menjadi neuron dan astrosit dan bermigrasi menuju lesi. Ketika disuntikkan ke striatum tikus dewasa dengan stroke eksperimental, sel induk saraf manusia yang dikloning menggantikan sel-sel SSP yang rusak dan sebagian memulihkan fungsi otak yang terganggu.

Sel punca saraf manusia sebagian besar diisolasi dari telensefalon embrionik, yang berkembang jauh lebih lambat daripada bagian batang saraf yang terletak lebih kaudal. Kemungkinan mengisolasi sel punca saraf dari sumsum tulang belakang janin manusia berusia 43-137 hari telah ditunjukkan, karena dengan adanya EGF dan FGF2 sel-sel ini membentuk neurospheres dan menunjukkan multipotensi pada bagian awal, berdiferensiasi menjadi neuron dan astrosit. Namun, budidaya sel progenitor saraf jangka panjang (lebih dari 1 tahun) menghilangkan multipotensi mereka - sel-sel tersebut hanya mampu berdiferensiasi menjadi astrosit, yaitu, mereka menjadi unipoten. Sel punca saraf regional dapat diperoleh sebagai hasil dari bulbektomi parsial dan, setelah reproduksi dalam kultur dengan adanya LIF, ditransplantasikan ke pasien yang sama dengan perubahan neurodegeneratif di bagian lain dari sistem saraf pusat. Di klinik, terapi sel pengganti menggunakan sel punca saraf pertama kali dilakukan untuk mengobati pasien dengan stroke yang disertai dengan kerusakan pada ganglia basal otak. Sebagai hasil transplantasi sel donor, perbaikan kondisi klinis sebagian besar pasien tercatat.

Beberapa penulis percaya bahwa kemampuan sel punca saraf untuk mencangkok, bermigrasi, dan berintegrasi ke berbagai area jaringan saraf jika terjadi kerusakan SSP membuka kemungkinan tak terbatas untuk terapi sel tidak hanya lokal, tetapi juga luas (stroke atau asfiksia), multifokal (sklerosis multipel) dan bahkan global (kebanyakan gangguan metabolik bawaan atau demensia neurodegeneratif). Memang, ketika sel punca saraf tikus dan manusia yang diklon ditransplantasikan ke hewan penerima (masing-masing tikus dan primata) dengan degenerasi neuron dopaminergik dalam sistem mesostriatal yang disebabkan oleh pengenalan metil-fenil-tetrapiridina (model penyakit Parkinson) 8 bulan sebelum transplantasi, sel punca saraf donor berintegrasi ke dalam SSP penerima. Sebulan kemudian, sel-sel yang ditransplantasikan terlokalisasi secara bilateral di sepanjang otak tengah. Beberapa neuron yang dihasilkan dari asal donor mengekspresikan tirosin hidrolase tanpa adanya tanda-tanda reaksi imun terhadap transplantasi. Pada tikus yang diberi 6-hidroksidopamin (model eksperimental lain dari penyakit Parkinson), adaptasi sel yang ditransplantasikan ke lingkungan mikro di otak inang ditentukan oleh kondisi kultur sel induk saraf sebelum transplantasi. Sel induk saraf, yang berkembang biak dengan cepat secara in vitro di bawah pengaruh EGF, mengompensasi kekurangan neuron dopaminergik di striatum yang rusak secara lebih efektif daripada sel dari kultur 28 hari. Para penulis percaya bahwa hal ini disebabkan oleh hilangnya kemampuan untuk memahami sinyal diferensiasi yang sesuai selama proses pembelahan sel sel progenitor saraf secara in vitro.

Dalam beberapa penelitian, upaya dilakukan untuk meningkatkan efektivitas dampak pada proses reinnervasi striatum yang rusak dengan mentransplantasikan sel striatum embrionik ke area ini sebagai sumber faktor neurotropik dengan transplantasi neuron dopaminergik mesensefalon ventral secara bersamaan. Ternyata, efektivitas neurotransplantasi sangat bergantung pada metode pengenalan jaringan saraf embrionik. Sebagai hasil dari penelitian tentang transplantasi preparat jaringan saraf embrionik ke dalam sistem ventrikel otak (untuk menghindari cedera pada parenkim striatum), diperoleh informasi tentang efek positifnya pada cacat motorik pada parkinsonisme.

Akan tetapi, dalam penelitian lain, pengamatan eksperimental telah menunjukkan bahwa transplantasi preparat jaringan saraf embrionik mesensefalon ventral yang mengandung neuron dopaminergik ke dalam ventrikel serebral, serta transplantasi elemen saraf embrionik GABA-ergik ke dalam striatum tikus dengan hemiparkinsonisme, tidak mendorong pemulihan fungsi sistem dopaminergik yang terganggu. Sebaliknya, analisis imunositokimia mengonfirmasi data tentang tingkat kelangsungan hidup yang rendah dari neuron dopaminergik mesensefalon ventral yang ditransplantasikan ke dalam striatum tikus. Efek terapeutik transplantasi intraventrikular jaringan saraf embrionik mesensefalon ventral terwujud hanya di bawah kondisi implantasi simultan dari preparat sel striatal embrionik ke dalam striatum yang mengalami denervasi. Para penulis percaya bahwa mekanisme efek ini dikaitkan dengan efek trofik positif dari elemen GABA-ergik striatum embrionik pada aktivitas dopaminergik spesifik dari transplantasi mesensefalon ventral intraventrikular. Reaksi glia yang nyata pada transplantasi disertai dengan sedikit kemunduran parameter uji apomorfin. Yang terakhir, pada gilirannya, berkorelasi dengan kandungan GFAP dalam serum darah, yang secara langsung mengindikasikan pelanggaran permeabilitas sawar darah-otak. Berdasarkan data ini, penulis menyimpulkan bahwa kadar GFAP dalam serum darah dapat digunakan sebagai kriteria yang memadai untuk menilai status fungsional transplantasi, dan peningkatan permeabilitas sawar darah-otak untuk antigen neurospesifik seperti GFAP merupakan hubungan patogenetik dalam perkembangan kegagalan transplantasi akibat kerusakan autoimun pada jaringan saraf penerima.

Dari sudut pandang peneliti lain, pencangkokan dan integrasi sel punca saraf setelah transplantasi bersifat stabil dan seumur hidup, karena sel donor ditemukan pada penerima setidaknya selama dua tahun setelah transplantasi dan tanpa penurunan jumlah yang signifikan. Upaya untuk menjelaskan hal ini dengan fakta bahwa dalam keadaan tidak berdiferensiasi, sel punca saraf tidak mengekspresikan molekul MHC kelas I dan II pada tingkat yang cukup untuk menginduksi reaksi penolakan imun dapat dianggap benar hanya dalam kaitannya dengan prekursor saraf berdiferensiasi rendah. Namun, tidak semua sel punca saraf di otak penerima diawetkan dalam keadaan dorman yang belum matang. Sebagian besar dari mereka mengalami diferensiasi, di mana molekul MHC diekspresikan secara penuh.

Secara khusus, efisiensi yang tidak memadai dalam penggunaan transplantasi intrastriatal dari preparat mesensefalon ventral embrionik yang mengandung neuron dopaminergik untuk pengobatan parkinsonisme eksperimental dikaitkan dengan tingkat kelangsungan hidup yang rendah dari neuron dopaminergik yang ditransplantasikan (hanya 5-20%), yang disebabkan oleh gliosis reaktif yang menyertai trauma lokal parenkim otak selama transplantasi. Diketahui bahwa trauma lokal parenkim otak dan gliosis bersamaan menyebabkan gangguan integritas sawar darah-otak dengan pelepasan antigen jaringan saraf, khususnya, OCAR dan antigen spesifik neuron, ke dalam darah tepi. Kehadiran antigen ini dalam darah dapat menyebabkan produksi antibodi sitotoksik spesifik terhadapnya dan perkembangan agresi autoimun.

V. Tsymbalyuk dan rekan penulis (2001) melaporkan bahwa sudut pandang tradisional masih berlaku, yang menyatakan bahwa sistem saraf pusat merupakan zona istimewa secara imunologis yang diisolasi dari sistem imun oleh sawar darah-otak. Dalam tinjauan pustaka mereka, penulis mengutip sejumlah karya yang menunjukkan bahwa sudut pandang ini tidak sepenuhnya sesuai dengan esensi proses imun di otak mamalia. Telah ditetapkan bahwa zat berlabel yang dimasukkan ke dalam parenkim otak dapat mencapai kelenjar getah bening serviks yang dalam, dan setelah injeksi antigen intraserebral, antibodi spesifik terbentuk di dalam tubuh. Sel-sel kelenjar getah bening serviks merespons antigen tersebut dengan proliferasi, dimulai pada hari ke-5 setelah injeksi. Pembentukan antibodi spesifik juga telah terungkap selama transplantasi kulit ke dalam parenkim otak. Penulis tinjauan memberikan beberapa jalur hipotetis untuk pengangkutan antigen dari otak ke sistem limfatik. Salah satunya adalah transisi antigen dari ruang perivaskular ke ruang subaraknoid. Diasumsikan bahwa ruang perivaskular yang terlokalisasi di sepanjang pembuluh darah besar otak setara dengan sistem limfatik di otak. Jalur kedua terletak di sepanjang serat putih - melalui tulang etmoid ke pembuluh limfatik mukosa hidung. Selain itu, ada jaringan pembuluh limfatik yang luas di dura mater. Ketidakmampuan sawar darah-otak untuk limfosit juga cukup relatif. Telah terbukti bahwa limfosit yang diaktifkan mampu menghasilkan enzim yang memengaruhi permeabilitas struktur "filter imun" otak. Pada tingkat venula pascakapiler, sel T-helper yang diaktifkan menembus sawar darah-otak yang utuh. Tesis tentang tidak adanya sel di otak yang mewakili antigen tidak tahan terhadap kritik. Saat ini, kemungkinan representasi antigen di SSP oleh setidaknya tiga jenis sel telah terbukti secara meyakinkan. Pertama, ini adalah sel dendritik yang berasal dari sumsum tulang yang terlokalisasi di otak di sepanjang pembuluh darah besar dan di materi putih. Kedua, antigen mampu menyajikan sel endotel pembuluh darah otak, dan dalam hubungannya dengan antigen MHC, yang mendukung pertumbuhan klonal sel T yang spesifik terhadap antigen ini. Ketiga, sel mikro dan astroglia bertindak sebagai agen penyaji antigen. Berpartisipasi dalam pembentukan respons imun dalam sistem saraf pusat, astrosit memperoleh sifat-sifat sel efektor imun dan mengekspresikan sejumlah antigen, sitokin, dan imunomodulator. Ketika diinkubasi dengan y-interferon (y-INF), sel astroglia in vitro mengekspresikan antigen MHC kelas I dan II, dan astrosit yang terstimulasi mampu melakukan presentasi antigen dan mempertahankan proliferasi klonal limfosit.

Trauma jaringan otak, peradangan pascaoperasi, edema, dan endapan fibrin yang menyertai transplantasi jaringan saraf embrionik menciptakan kondisi untuk peningkatan permeabilitas sawar darah-otak dengan gangguan autotoleransi, sensitisasi, dan aktivasi limfosit CD3+CD4+. Penyajian autoantigen dan alloantigen dilakukan oleh astrosit dan sel mikroglia yang merespons y-INF dengan mengekspresikan molekul MHC, ICAM-1, LFA-I, LFA-3, molekul kostimulator B7-1 (CD80) dan B7-2 (CD86), serta sekresi IL-la, IL-ip, dan y-INF.

Akibatnya, fakta kelangsungan hidup jaringan saraf embrionik yang lebih lama setelah transplantasi intraserebral daripada setelah pemberiannya di perifer hampir tidak dapat dikaitkan dengan tidak adanya inisiasi kekebalan transplantasi. Selain itu, monosit, limfosit aktif (sel sitotoksik CD3+CD8+ dan sel T-helper) dan sitokin yang mereka hasilkan, serta antibodi terhadap antigen transplantasi perifer jaringan saraf embrionik memainkan peran utama dalam proses penolakannya. Tingkat ekspresi molekul MHC yang rendah dalam jaringan saraf embrionik sangat penting dalam menciptakan kondisi untuk resistensi neurotransplantasi yang lebih lama terhadap proses kekebalan sel T. Inilah sebabnya mengapa dalam percobaan, peradangan imun setelah transplantasi jaringan saraf embrionik ke otak berkembang lebih lambat daripada setelah cangkok kulit. Namun demikian, penghancuran total transplantasi jaringan saraf individu diamati setelah 6 bulan. Dalam kasus ini, limfosit T yang dibatasi oleh antigen MHC kelas II sebagian besar terlokalisasi di zona transplantasi (Nicholas et al., 1988). Telah ditetapkan secara eksperimental bahwa selama neurotransplantasi xenologis, penipisan sel T-helper (L3T4+), tetapi bukan limfosit T sitotoksik (Lyt-2), memperpanjang kelangsungan hidup jaringan saraf tikus di otak tikus penerima. Penolakan neurotransplantasi disertai dengan infiltrasinya oleh makrofag inang dan limfosit T. Akibatnya, makrofag inang dan sel mikroglia yang diaktifkan bertindak in situ sebagai sel imunostimulasi penyaji antigen, dan peningkatan ekspresi antigen MHC kelas I donor meningkatkan aktivitas pembunuh limfosit T sitotoksik penerima.

Tidak ada gunanya menganalisis berbagai upaya spekulatif untuk menjelaskan fakta penolakan neurotransplantasi melalui reaksi sistem imun penerima terhadap sel endotel atau elemen glia donor, karena bahkan garis murni sel progenitor saraf pun rentan terhadap serangan imun. Perlu dicatat bahwa ekspresi ligan Fas oleh sel otak yang mengikat reseptor apoptosis (molekul Fas) pada limfosit T yang menyusup ke otak dan menginduksi apoptosisnya memainkan peran penting dalam mekanisme kelangsungan hidup transplantasi yang lebih lama di dalam SSP, yang merupakan mekanisme perlindungan khas jaringan autoimunogenik lintas-barrier.

Seperti yang dicatat dengan tepat oleh V. Tsymbalyuk dan rekan penulis (2001), transplantasi jaringan saraf embrionik ditandai dengan perkembangan peradangan dengan partisipasi sel-sel yang peka terhadap antigen otak dan sel-sel yang diaktifkan, antibodi, dan juga sebagai akibat dari produksi sitokin lokal. Peran penting dalam hal ini dimainkan oleh sensitisasi tubuh yang sudah ada sebelumnya terhadap antigen otak, yang terjadi selama perkembangan penyakit SSP dan dapat diarahkan pada antigen transplantasi. Inilah sebabnya mengapa kelangsungan hidup jangka panjang dari neurotransplantasi histoinkompatibel dicapai hanya dengan menekan sistem imun dengan siklosporin A atau dengan memperkenalkan antibodi monoklonal ke limfosit CD4+ penerima.

Dengan demikian, banyak masalah neurotransplantasi masih belum terselesaikan, termasuk yang terkait dengan kompatibilitas imunologis jaringan, yang hanya dapat diselesaikan setelah penelitian fundamental dan klinis yang ditargetkan.