スイスの.NeuroRestore Centerの研究者らは、完全な脊髄損傷が不可逆的な麻痺につながる中で、マウスで神経の再成長を刺激し、損傷箇所以下の自然なターゲットに神経を再接続することで運動機能を回復する遺伝子治療を開発したと、Science誌で報告しています。マウスや人間の脊髄が部分的に損傷されると、初期の麻痺の後、運動機能の広範な自然な回復が続きます。しかし、完全な脊髄損傷後、この自然な修復は発生せず、回復はありません。重度の損傷後の意味ある回復には、神経繊維の再生を促進する戦略が必要ですが、これらの戦略が運動機能を成功裏に回復するための必要条件は、今まで不透明でした。
「5年前、私たちは解剖学的に完全な脊髄損傷を越えて神経繊維が再生できることを実証しました」と、研究のシニア著者であるマーク・アンダーソン博士（Mark Anderson）は述べています。「しかし、新しい繊維が損傷の反対側で正しい場所に接続できなかったため、運動機能を回復するには十分ではないとも理解しました。」アンダーソン博士は.NeuroRestoreの中枢神経系再生のディレクターであり、Wyss Center for Bio and Neuroengineeringの研究者です。
UCLAやハーバード・メディカル・スクールの同僚と協力し、研究者らはジュネーブのEcole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL)のCampus Biotech施設にある最先端の機器を使用して、部分的な脊髄損傷後の自然な脊髄修復に関与するニューロンのタイプを特定するための詳細な分析を実施しました。「シングルセル核RNAシーケンシングを使用した私たちの観察は、再生が必要な特定の軸索だけでなく、これらの軸索が運動機能を回復するために自然なターゲットに再接続する必要があることも明らかにしました」と、研究の第一著者であるジョーダン・スクエア氏（Jordan Squair）は語っています。
チームの発見は、2023年9月21日にScience誌に掲載され、「Recovery of Walking After Paralysis by Regenerating Characterized Neurons to Their Natural Target Region（麻痺後の歩行の回復における特徴づけられたニューロンの自然な標的領域への再生）」と題されています。
彼らの発見は、多角的な遺伝子治療の設計に繋がりました。研究者らは、マウスの特定のニューロンで成長プログラムを活性化させ、その神経繊維を再生し、損傷の中心を通る成長をサポートする特定のタンパク質を増加させ、再生する神経繊維を損傷以下の自然なターゲットに引き付けるガイダンス分子を投与しました。「私たちは部分的な損傷後に自然に発生する脊髄修復メカニズムを再現する治療戦略を設計する際に、自然に触発されました」と、スクエア氏は述べています。
解剖学的に完全な脊髄損傷を持つマウスは、歩く能力を取り戻し、部分的な損傷後に自然に歩き始めるマウスで計測された歩行パターンと似ていました。この観察は、神経外傷後の運動機能を回復させる再生療法が成功するための、これまで知られていなかった条件を明らかにしました。
「私たちは、脊髄の電気刺激に関する私たちの他の手続きとの相乗効果を持つ遺伝子治療が期待される」と、研究のシニア著者であり、ジョスリン・ブロックと共に.NeuroRestoreを率いるグレゴワール・クルチーヌ氏（Grégoire Courtine）は語っています。「脊髄損傷を治療するための完全なソリューションは、関連する神経繊維を再成長させる遺伝子治療と、これらの繊維および損傷下の脊髄が動きを生み出す能力を最大化するための脊髄刺激の両方を必要とするでしょう。」
この遺伝子治療を人間に適用する前に克服すべき多くの障害がまだ存在しますが、研究者らは、今後数年間でこの偉業を達成するための技術を開発するための最初のステップを踏み出しました。
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