Niektóre tkanki w naszym ciele regenerują się szybko — np. rogówka oka potrafi zagoić niewielkie zadrapania w ciągu jednego dnia. Mózg należy do przeciwnego końca spektrum: komórki dorosłego mózgu są trwałe i zwykle nie zastępuje się ich w znaczącym stopniu w ciągu życia, w odróżnieniu od komórek wyścielających jelita, które żyją zaledwie kilka dni i muszą być stale odnawiane.
Z tego powodu lekarze i naukowcy od dawna widzą w terapii komórkowej opartej na komórkach macierzystych obiecujące narzędzie do leczenia następstw urazów mózgu, takich jak wstrząśnienie czy udar. Do tej pory wysiłki te napotykały jednak na dwie główne bariery: powstałe po uszkodzeniu środowisko mózgu jest często nieprzyjazne dla nowych komórek, a ponadto trudno jest sprawić, by odtworzone komórki poprawnie wrosły w istniejące obwody nerwowe i przywróciły funkcje takie jak pamięć czy kontrola ruchu.
Zespół naukowców ze Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute oraz Duke–National University of Singapore (NUS) Medical School opisał w czasopiśmie Cell Stem Cell (opublikowano 8 stycznia 2026 r.) wyniki badań nad terapią opartą na ludzkich komórkach macierzystych. Po przeszczepieniu do myszy komórki te dojrzały, zintegrowały się z istniejącymi połączeniami i przywróciły funkcję. Dzięki śledzeniu losów komórek przy użyciu genetycznych znaczników oraz sekwencjonowaniu ich profili ekspresji genów badacze ujawnili także, jak przeszczepione neurony odnajdują swoje cele i tworzą połączenia w układzie nerwowym.
Podstawowym problemem jest krajobraz, który zastaje komórka terapeutyczna po uszkodzeniu: rozwijający się mózg zapewnia przyjazne, uporządkowane wskazówki dla powstających neuronów, natomiast dorosły mózg po udarze tworzy jamę wypełnioną molekułami zapalnymi oraz otaczającą ją tkankę bliznowatą. Jak tłumaczy Su‑Chun Zhang, MD, PhD, przewodniczący i profesor w Centrum Chorób Neurologicznych w Sanford Burnham Prebys: „W dorosłym mózgu po udarze powstaje torbiel, jama wypełniona różnymi zapalnymi cząsteczkami — terapeutyczne komórki jakby pływały w niebezpiecznym bagnie pełnym zagrożeń. Na dodatek tkanka bliznowata otaczająca jamę chroni mózg przed dalszymi uszkodzeniami, ale jednocześnie tworzy barierę dla potencjalnej regeneracji.”
Niektórzy badacze próbują więc omijać problem, przeszczepiając komórki obok uszkodzonego obszaru, gdzie warunki do przeżycia i wzrostu są bardziej sprzyjające, z nadzieją, że nowe połączenia «obegną» ubytek. Zhang i jego zespół uznali jednak, że taka strategia mija się z celem: jeśli nie naprawi się samego ubytku, trudno będzie odtworzyć funkcjonalne połączenia z rdzeniem kręgowym i innymi kluczowymi strukturami.
Aby poradzić sobie z wrogim mikrośrodowiskiem jamy pourazowej, naukowcy opracowali mieszankę małocząsteczkowych leków oraz białek strukturalnych, która wspierała przeżycie i integrację przeszczepianych komórek bezpośrednio w uszkodzonym obszarze. Dzięki temu komórki nie tylko przetrwały, lecz także rozmnożyły się i wypełniły powstałą po udarze przestrzeń.
„Gdy przeszczepione komórki potrafią przetrwać i stać się neuronami, zaczęliśmy pytać, czy te neurony potrafią przedrzeć się przez tkankę bliznowatą i wykształcić działające włókna nerwowe, tworząc nowe połączenia i rekonstruując przerwane obwody.”
Su‑Chun Zhang, MD, PhD, dyrektor i profesor, Centrum Chorób Neurologicznych, Sanford Burnham Prebys
Sama zdolność do tworzenia nowych neuronów byłaby jednak bezwartościowa, gdyby nie towarzyszyła jej odpowiednia architektura połączeń. Naukowcy wykazali, że różne typy przeszczepionych neuronów potrafią w dojrzałym mózgu odszukać właściwych partnerów i tworzyć specyficzne połączenia, a nie „mosty donikąd”. Trójwymiarowa rekonstrukcja wykazała, że wzory długich, kolczastych wypustek (aksonów i dendrytów) tworzonych przez te komórki przypominały układ typowy dla neuronów łączących korę mózgową z rdzeniem kręgowym, co sugeruje odtwarzanie właściwych szlaków przewodzenia.
By lepiej zrozumieć mechanikę nawigacji tych neuronów, zespół oznakował przeszczepione komórki genetycznym „kodem kreskowym” i przeprowadził sekwencjonowanie ich profili ekspresji genów. Wyniki pokazały, że każdy typ komórki ma własny „kod”, który po przemianie w neuron nakazuje wysyłać wypustki do konkretnych części mózgu i rdzenia kręgowego. Jak zauważa Zhang, to pierwsze takie doniesienie i ma ono istotne znaczenie — sugeruje, że przy wyborze właściwych typów komórek do przeszczepu te komórki „wiedzą”, dokąd mają trafić i co robić, by odtworzyć utracone obwody.
Dalsze analizy prowadzone z pomocą uczenia maszynowego pozwoliły rozróżnić cztery podtypy neuronów rozwijających się z przeszczepionych komórek. Każdy podtyp wykazywał charakterystyczny wzorzec ekspresji genów znanych z roli w prowadzeniu wzrostu aksonów, co wyjaśnia, dlaczego neurony danego typu kierują swe wypustki do określonych rejonów mózgu. Zespół sprawdził też wpływ czynników transkrypcyjnych na wzorce projekcji: usunięcie czynnika Ctip2 z komórek przed przeszczepem znacząco zmieniło ich zachowanie — więcej aksonów kierowało się wówczas ku hipokampowi i ciału migdałowatemu.
Według Zhang lepsze poznanie tych neuronalnych podtypów może pozwolić przewidywać ich projekcje i dobierać odpowiednie typy komórek terapeutycznych do celowanej rekonstrukcji konkretnych obwodów u pacjentów. To otwiera obiecującą perspektywę dla terapii komórkowych, które mogłyby pomóc milionom osób dotkniętych skutkami udaru i innych wyniszczających schorzeń neurologicznych.
Publikacja: Wang, Z., et al. (2026). Transcriptional code for circuit integration in the injured brain by transplanted human neurons. Cell Stem Cell. doi: 10.1016/j.stem.2025.12.008.
