Afecțiunea care blochează dezvoltarea craniului la noi-născuți ar putea avea o soluție: cercetătorii sunt încrezători

Folosind celule stem pentru a regenera părți ale craniului, oamenii de știință au corectat forma craniului și au inversat deficitul de învățare și memorie în studiile făcute pe șoarecii tineri cu craniosinostoză. Afecțiunea se estimează că ar afecta 1 din 2.500 de copii născuți în Statele Unite, potrivit Centers for Disease Control and Prevention. Singura terapie actuală este intervenția chirurgicală complexă în primul an de viață, dar defectele craniului revin adesea după aceea. Studiul, susținut de Institutul Național de Cercetare Dentară și Craniofacială (NIDCR), ar putea deschide calea pentru terapii mai eficiente și mai puțin invazive pentru copiii cu craniosinostoză. Descoperirile au fost publicate în 7 ianuarie 2021 în Cell. NIDCR face parte din National Institutes of Health.
Acesta este un studiu esențial care demonstrează atât regenerarea structurală, cât și restaurarea funcțională într-un model animal de craniosinostoză, a declarat Lillian Shum, director al Division of Extramural Research a NIDCR. „Are un mare potențial pentru transpunerea în tratamentul afecțiunii umane”, spune ea

Ce este craniosinostiza

Copiii sănătoși se nasc cu suturi - țesut flexibil care umple spațiul dintre oasele craniului - care permit craniului să se extindă pe măsură ce creierul crește rapid în primii câțiva ani de viață. În craniosinostoză, una sau mai multe suturi se transformă în os prea devreme, închizând decalajul dintre plăcile craniului și ducând la o creștere anormală. Astfel, crește presiunea în interiorul craniului poate provoca modificări fizice în creier care duc la probleme de gândire și învățare.
„Conexiunea dintre modificările craniului și dezvoltarea deficitelor cognitive nu a fost explorată pe deplin", a declarat Yang Chai, director al Centrului pentru Biologie Moleculară Craniofacială și decan asociat de cercetare la Școala Herman Ostrow, de stomatologie la Universitatea din California de Sud, Los Angeles, care a condus studiul. „Am vrut să știm dacă restaurarea suturilor ar putea îmbunătăți funcția neurocognitivă la șoareci cu mutații ale unei gene care provoacă craniosinostoză atât la șoareci, cât și la oameni.”
Acea genă, numită TWIST1, este considerată a fi importantă pentru formarea suturii în timpul dezvoltării. La om, mutațiile acestei gene pot duce la sindromul Saethre-Chotzen, o afecțiune genetică caracterizată prin craniosinostoză și alte anomalii ale scheletului.

Teorie confrmată 

Pentru a vedea dacă suturile flexibile ar putea fi restaurate la șoarecii cu craniosinostoză din cauza mutațiilor Twist1, oamenii de știință s-au concentrat pe un grup de celule stem care se găsesc în mod normal în suturi sănătoase. Studiile anterioare ale grupului au indicat faptul că aceste celule stem - numite celule Gli1 + - sunt esențiale pentru păstrarea intactă a suturilor craniene ale șoarecilor tineri. Echipa a constatat, de asemenea, că celulele Gli1 + sunt epuizate din suturile șoarecilor care dezvoltă craniosinostoză din cauza mutațiilor Twist1. Chai și colegii săi au argumentat că completarea celulelor ar putea ajuta la regenerarea suturilor flexibile la animalele afectate.
Pentru a testa această idee, cercetătorii au adăugat celule Gli1 + de la șoareci sănătoși la un gel biodegradabil. Au depus amestecul în caneluri menite să recreeze spațiul în care fuseseră suturile craniului la șoareci cu craniosinostoză.
Imagistica craniului și analiza țesuturilor au arătat că, după șase luni, s-au format noi suturi fibroase în zonele tratate și că noul țesut a rămas intact chiar și după un an. În schimb, aceleași caneluri s-au închis la șoareci care au primit un gel căruia îi lipseau celulele Gli1 +.
O analiză mai detaliată a arătat că celulele Gli1 + din suturile recrown au avut origini diferite: unele provin din celulele care au fost implantate, în timp ce altele erau ale animalelor, după ce au migrat din zonele din apropiere. Descoperirile sugerează că implantarea celulei Gli1 + duce la regenerarea suturii, parțial prin recrutarea celulelor stem native Gli1 + pentru a ajuta la proces.
Alte experimente au arătat că la șoarecii netratați cu craniosinostoză a crescut presiunea în interiorul craniului și au avut o performanță slabă la testele de memorie socială și spațială și de învățare motorie. După tratament, toate aceste măsuri au revenit la nivelurile tipice șoarecilor sănătoși. Formele craniului șoarecilor tratați au fost, de asemenea, parțial corectate.
Tratamentul a inversat, de asemenea, pierderea în volum a creierului și a celulelor nervoase în zonele implicate în învățare și memorie. Potrivit oamenilor de știință, această constatare aduce o nouă lumină asupra mecanismelor care stau la baza afectării funcției creierului și a ameliorării acesteia după regenerarea suturii.