Nova studija Burke Neurološkog instituta (BNI), Veill Cornell Medicine, otkriva da aktivacija MAP2K signalizacije genetskim inženjeringom ili neinvazivnom ponavljajućom transkranijalnom magnetnom stimulacijom (rTMS) promoviše nicanje aksona kortikospinalnog trakta (CST) i funkcionalnu regeneraciju nakon kičmene moždine u (SCI) kod miševa.
rTMS je neinvazivna tehnika koja izaziva električno polje u moždanom tkivu putem elektromagnetne indukcije. Dok sve veći broj dokaza sugeriše da rTMS primenjen preko motornog korteksa može biti koristan za funkcionalni oporavak kod pacijenata sa SCI, molekularni i ćelijski mehanizmi koji leže u osnovi korisnih efekata rTMS-a ostaju nejasni.
Nova studija objavljena u Science Translation Medicine pokazala je da je visokofrekventni rTMS (HF-rTMS) aktivirao MAP2K signalizaciju i poboljšao regeneraciju aksona i funkcionalni oporavak, što sugeriše da bi rTMS mogao biti vredna opcija lečenja za osobe sa SCI.
Olakšavanje regeneracije aksona u povređenom centralnom nervnom sistemu (CNS) ostaje izazovan zadatak. Neuspeh zrelih neurona CNS-a da aktiviraju unutrašnje mehanizme rasta ćelija i regenerišu povređene aksone ozbiljno ometaju razvoj efikasnih novih terapija nakon traumatske povrede mozga ili kičmene moždine.
RAF-Mitogen aktivirana protein kinaza kinaza (MAP2K, takođe poznata kao MEK) signalna kaskada posreduje izrastanje aksona na velike udaljenosti u razvoju PNS i CNS neurona. Na osnovu svojih prethodnih nalaza, istraživači iz BNI-ja su pretpostavili da RAF signalizacija reguliše intrinzični program rasta aksona i da bi njegova aktivacija mogla omogućiti ponovni rast aksona CNS-a odraslih sisara nakon SCI. Otkrili su da uslovna ekspresija BRAF-a koji se aktivira konstitutivno kinazom u zrelim kortikospinalnim neuronima (CSN) izaziva ekspresiju skupa transkripcionih faktora koji su prethodno bili uključeni u regeneraciju aksona ganglijskih ćelija retine zebrice.
Pored toga, uslovna aktivacija BRAF-a u CSN-ovima omogućila je klijanje i regeneraciju CST aksona u različitim eksperimentalnim modelima SCI kod miševa. Prema rečima Ksiaofei Guana, MD, Ph.D., postdoktorskog istraživača na BNI-u koji je sproveo eksperimente, novoizrasli aksoni CST-a formirali su sinapse sa lokalnim spinalnim krugovima i dalje rezultirali poboljšanim funkcionalnim oporavkom motora.
rTMS se pojavljuje kao obećavajuća strategija za poboljšanje oporavka kod pacijenata sa povredom kičmene moždine ili mozga, ali osnovni mehanizmi plastičnosti i puni terapeutski potencijal ovih pristupa ostaju nepoznati. Istraživački tim BNI je otkrio da je tok dnevnih visokofrekventnih rTMS sesija aktivirao MAP2K signalizaciju i modulirao ekspresiju skupa faktora transkripcije povezanih sa regeneracijom na isti način kao i genetska aktivacija BRAF-a. Endogena MAP2K aktivnost je bila potrebna za pojačano klijanje CST, regeneraciju i funkcionalni oporavak kod miševa sa SCI modelom tretiranih HF-rTMS.
Istraživači veruju da ovi rezultati zajedno pokazuju centralnu ulogu MAP2K signalizacije u povećanju kapaciteta rasta zrelih CSN-a i sugerišu da HF-rTMS može imati potencijal za lečenje povrede kičmene moždine modulacijom MAP2K signalizacije. BNI tim je započeo klinička ispitivanja testiranja HF-rTMS protokola na sposobnim pojedincima i pacijentima sa SCI. Ako bude uspešan, HF-rTMS bi mogao da se pojavi kao neinvazivna opcija lečenja niskog rizika da bi se olakšala regeneracija aksona, sama ili u kombinaciji sa drugim dodatnim intervencijama, za SCI ili druge pojedince koji mogu imati koristi od popravke CNS kola.
