Dlaczego zdolność neuronów do regeneracji spada około 150. dnia rozwoju

90

Regeneracja nerwów płodu nie kończy się nagle w jednym, precyzyjnie wyznaczonym dniu ciąży. Najnowsze badanie naukowców z University of Cambridge wykazało jednak, że ludzkie neurony korowo-rdzeniowe hodowane w modelu organoidowym tracą znaczną część zdolności do odbudowy uszkodzonych aksonów mniej więcej po 150 dniach dojrzewania. Okres ten badacze porównują ze środkową fazą ciąży, jak informuje redakcja Urazy Okołoporodowe.

Nie oznacza to, że po 150. dniu ciąży każde uszkodzenie układu nerwowego staje się nieodwracalne albo że nerwów nie można leczyć. Eksperyment dotyczył laboratoryjnego modelu połączenia ludzkiej kory mózgowej z tkanką rdzenia kręgowego, a nie bezpośredniej obserwacji płodów. Wyniki pokazują mechanizm dojrzewania neuronów ośrodkowego układu nerwowego: kiedy komórki tworzą coraz bardziej rozwinięte połączenia synaptyczne, ich wewnętrzny program wzrostu aksonów zostaje ograniczony. Badacze wykazali zarazem, że część tej blokady można eksperymentalnie odwrócić.

Co dokładnie odkryli naukowcy

Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie „Cell Reports” pod tytułem „A human corticospinal organoid-slice connectoid model informs enhancer strategies for post-injury axon regrowth”. Artykuł ukazał się online 26 maja 2026 roku, a w wydaniu czasopisma został przypisany do numeru z 23 czerwca 2026 roku. Pierwszym autorem pracy jest George M. Gibbons, a zespołem kierował dr András Lakatos z John van Geest Centre for Brain Repair na University of Cambridge.

Naukowcy zbudowali trójwymiarowy model składający się z ludzkich organoidów korowych oraz fragmentów przypominających tkankę rdzenia kręgowego. Obie części pozostawały fizycznie oddzielone, ale neurony kory wytwarzały długie aksony, które pokonywały przestrzeń między nimi i docierały do części rdzeniowej.

Powstałe połączenia nie były wyłącznie strukturami widocznymi pod mikroskopem. Tworzyły funkcjonalny obwód nerwowy, który przekazywał sygnały i mógł wywoływać skurcze niewielkich skupisk komórek mięśniowych. Model odwzorowywał więc podstawowy kierunek komunikacji ruchowej: od kory mózgowej, przez drogi korowo-rdzeniowe, do struktur kontrolujących mięśnie.

Następnie badacze uszkadzali powstałe włókna nerwowe i obserwowali, czy aksony ponownie rosną. Model utrzymywano w hodowli ponad rok, co pozwoliło porównać neurony na różnych etapach dojrzewania.

Najważniejsze obserwacje były następujące:

• neurony pochodzące z młodszych organoidów odbudowywały po uszkodzeniu długie włókna;
• około 150. dnia hodowli zdolność ponownego wzrostu zaczynała gwałtownie spadać;
• w dojrzalszych neuronach regeneracja aksonów była silnie ograniczona;
• spadek wiązał się ze zmianami aktywności całej sieci genów kontrolujących wzrost i dojrzewanie komórek;
• zablokowanie wybranych regulatorów tej sieci przywracało część zdolności wzrostowej.

Granica około 150 dni dotyczy wieku laboratoryjnego modelu. Nie jest klinicznym terminem, po którym organizm płodu definitywnie traci możliwość naprawy układu nerwowego.

Czym jest akson i dlaczego jego uszkodzenie ma znaczenie

Neuron składa się z ciała komórki, dendrytów odbierających sygnały oraz aksonu, który przewodzi impulsy do innych komórek. Akson może być bardzo długi. W drogach ruchowych łączy neurony znajdujące się w mózgu z komórkami rdzenia kręgowego, a pośrednio z mięśniami odpowiedzialnymi za ruch.

Amerykański National Institute of Neurological Disorders and Stroke opisuje akson jako jedną z trzech podstawowych części neuronu. Przerwanie komunikacji między mózgiem a mięśniami może prowadzić do utraty ruchu, czucia lub kontroli określonej części ciała. Wyjaśnienie budowy neuronu publikuje NINDS.

Znaczenie uszkodzenia zależy między innymi od jego lokalizacji. Aksony obwodowego układu nerwowego, czyli nerwów znajdujących się poza mózgiem i rdzeniem kręgowym, zachowują większą zdolność regeneracji. W ich odbudowie uczestniczą komórki Schwanna, które tworzą środowisko sprzyjające ponownemu wzrostowi włókien. NINDS wskazuje, że komórki te odgrywają kluczową rolę w regeneracji aksonów nerwów obwodowych.

W ośrodkowym układzie nerwowym sytuacja jest trudniejsza. Dojrzałe neurony mózgu i rdzenia mają ograniczony wewnętrzny program wzrostu, a w miejscu urazu pojawiają się dodatkowe bariery, między innymi stan zapalny, blizna glejowa i cząsteczki hamujące wydłużanie aksonów. Badanie z Cambridge koncentrowało się na pierwszym z tych problemów: zmianach zachodzących wewnątrz dojrzewającego neuronu.

„Słaba regeneracja jest wpisana w dojrzewanie neuronów” — powiedział George Gibbons, pierwszy autor badania, w komunikacie University of Cambridge z 28 maja 2026 roku.

Dlaczego zdolność regeneracji maleje podczas dojrzewania

Na wczesnym etapie rozwoju neurony muszą intensywnie rosnąć. Wytwarzają aksony, kierują je do odpowiednich obszarów i budują obwody łączące mózg, rdzeń kręgowy oraz pozostałe części organizmu. Komórka pozostaje wówczas nastawiona na wydłużanie włókien i poszukiwanie celu.

Wraz z dojrzewaniem jej priorytety się zmieniają. Neuron zaczyna stabilizować utworzone połączenia, rozwija synapsy i przystosowuje się do szybkiego, precyzyjnego przekazywania informacji. Program intensywnego wzrostu staje się mniej aktywny.

Analiza pojedynczych komórek przeprowadzona przez zespół z Cambridge wykazała zmiany transkrypcyjne, czyli różnice w aktywności genów, związane z dojrzewaniem neuronów projekcyjnych kory. Badacze zidentyfikowali sieć regulacyjną działającą jak biologiczny przełącznik. Ograniczała ona wzrost aksonów w okresie, gdy neurony tworzyły dojrzałe połączenia synaptyczne.

Nie chodzi więc wyłącznie o to, że dojrzały akson znajduje się w niesprzyjającym otoczeniu. Sama komórka stopniowo traci gotowość do ponownego uruchomienia programu wzrostowego.

Badacze sprawdzili tę zależność, blokując kluczowe regulatory zidentyfikowanej sieci. Po takiej ingerencji aksony odzyskiwały część zdolności do wzrostu. Następnie zespół przeszukał bazę związków chemicznych pod kątem substancji oddziałujących na wskazane geny.

Jednym z kandydatów okazał się linestrenol, syntetyczny progestagen stosowany wcześniej między innymi jako składnik środków hormonalnych. W modelu laboratoryjnym lek zwiększył odrastanie przeciętych aksonów. Nie oznacza to jednak, że jest zatwierdzonym sposobem leczenia uszkodzeń rdzenia kręgowego lub urazów neurologicznych u dzieci. Badanie wykazało efekt na komórkach i organoidach, nie skuteczność kliniczną u pacjentów.

„Linestrenol sam może nie być rozwiązaniem” — zaznaczył dr András Lakatos, kierujący badaniem, w komunikacie University of Cambridge.

Czy układ nerwowy płodu różni się od układu noworodka

Układ nerwowy nie staje się dojrzały w chwili narodzin. Rozwój mózgu, dojrzewanie połączeń, tworzenie osłonek mielinowych i reorganizacja obwodów trwają po porodzie przez kolejne lata.

W życiu płodowym neurony są bardziej aktywne wzrostowo. Powstają nowe połączenia, aksony docierają do struktur docelowych, a sieci nerwowe dopiero uzyskują swoją architekturę. U noworodka wiele podstawowych dróg jest już utworzonych, ale układ pozostaje bardzo plastyczny.

Plastyczność oznacza zdolność sieci nerwowej do zmiany organizacji i sposobu działania. Nie jest tym samym co fizyczne odrośnięcie przeciętego aksonu. Funkcja może poprawić się również dzięki przejęciu części zadań przez zachowane obwody, wzmocnieniu istniejących połączeń, powstawaniu nowych odgałęzień lub uczeniu ruchowemu.

Dlatego wynik badania dotyczący regeneracji aksonów nie pozwala samodzielnie przewidzieć skutków konkretnego urazu prenatalnego lub okołoporodowego. Na rokowanie wpływają:

• miejsce i rozległość uszkodzenia;
• rodzaj uszkodzonych komórek oraz włókien;
• zachowanie ciała neuronu;
• całkowite przerwanie albo częściowe uszkodzenie aksonu;
• obecność krwawienia, niedotlenienia, obrzęku lub ucisku;
• możliwość wykorzystania innych, zachowanych obwodów;
• szybkość diagnostyki, rehabilitacji i ewentualnego leczenia chirurgicznego.

Wczesny etap rozwoju może sprzyjać wzrostowi aksonów, ale nie gwarantuje pełnej odbudowy. Z kolei późniejszy uraz nie oznacza automatycznie trwałej i całkowitej utraty funkcji.

Dlaczego wczesne uszkodzenie nie zawsze powoduje ciężkie następstwa

Skutek urazu nie zależy wyłącznie od wieku komórek nerwowych. Dwa uszkodzenia powstałe na podobnym etapie ciąży mogą mieć całkowicie różne konsekwencje, jeśli obejmują inne struktury albo różnią się rozległością.

Częściowe uszkodzenie może pozostawić wystarczającą liczbę działających włókien, aby zachować funkcję. Jeżeli komórki nerwowe nie obumrą, a szlak przewodzenia zostanie jedynie czasowo zaburzony przez obrzęk lub ucisk, możliwa jest znaczna poprawa.

Znaczenie ma również reorganizacja rozwijającego się mózgu. Niedojrzały układ nerwowy może zmieniać mapy ruchowe i czuciowe oraz inaczej rozdzielać zadania między zachowane połączenia. Jest to jednak mechanizm kompensacyjny, a nie dowód, że każde uszkodzone włókno odrosło.

W przypadku rdzenia kręgowego NINDS wskazuje, że przy niewielkiej śmierci komórek nerwowych możliwy jest niemal pełny powrót funkcji. Ciężkie uszkodzenie z rozległym zniszczeniem tkanki może natomiast powodować trwałe zaburzenia ruchu, czucia i pracy narządów. Informacje o skutkach urazów rdzenia publikuje NINDS.

Czy nerwy mogą się odbudować po urazie porodowym

Urazy porodowe obejmują różne struktury i nie można oceniać ich na podstawie jednego mechanizmu. Jednym z najlepiej opisanych przykładów jest okołoporodowe uszkodzenie splotu ramiennego, nazywane także porażeniem splotu ramiennego lub porażeniem Erba.

Splot ramienny tworzy sieć nerwów wychodzących z odcinka szyjnego rdzenia kręgowego. Przewodzą one sygnały ruchowe i czuciowe do barku, ramienia, przedramienia oraz dłoni. Podczas porodu włókna mogą zostać rozciągnięte, uciśnięte, naderwane albo całkowicie oderwane od rdzenia.

Rokowanie zależy od typu urazu. NINDS wyróżnia między innymi:

• rozciągnięcie nerwu bez jego przerwania;
• pęknięcie włókna poza miejscem połączenia z rdzeniem;
• gojenie z powstaniem nerwiaka i blizny utrudniającej przewodzenie;
• awulsję, czyli oderwanie korzenia nerwowego od rdzenia kręgowego.

Najlżejsze uszkodzenia mogą ustępować samoistnie. NINDS podaje, że część dzieci z urazem powstałym podczas porodu poprawia się lub odzyskuje funkcję w ciągu pierwszych trzech–czterech miesięcy. American Academy of Orthopaedic Surgeons informuje, że większość niemowląt z porodowym porażeniem splotu ramiennego odzyskuje ruch i czucie w zajętej kończynie.

W cięższych przypadkach stosuje się obserwację specjalistyczną, fizjoterapię, ćwiczenia podtrzymujące zakres ruchu, a czasem operacje nerwów. Zabiegi mogą obejmować naprawę uszkodzonego nerwu, przeszczep nerwowy albo przeniesienie zdrowego nerwu w celu przywrócenia sygnału do określonych mięśni. Po leczeniu potrzebna jest długotrwała rehabilitacja.

Tempo odbudowy jest powolne. AAOS podaje dla nerwów obwodowych orientacyjne tempo wzrostu wynoszące około jednego milimetra na dobę. Pierwsze efekty mogą być widoczne dopiero po kilku miesiącach, ponieważ akson musi dotrzeć od miejsca urazu do odpowiedniego mięśnia.

Jak uraz splotu ramiennego łączy się z badaniem z Cambridge

Splot ramienny należy przede wszystkim do obwodowego układu nerwowego, podczas gdy model z Cambridge dotyczył neuronów korowo-rdzeniowych ośrodkowego układu nerwowego. To dwa różne środowiska biologiczne.

Nerwy obwodowe zachowują większą zdolność odrastania niż włókna w mózgu i rdzeniu. Dlatego dziecko z rozciągnięciem albo częściowym przerwaniem nerwu splotu może odzyskiwać funkcję mimo ograniczonej regeneracji dojrzałych neuronów ośrodkowych.

Najcięższa postać urazu splotu, czyli awulsja, obejmuje jednak miejsce połączenia korzenia z rdzeniem kręgowym. W takim przypadku problem dotyczy granicy między układem obwodowym a ośrodkowym, gdzie naturalna odbudowa jest znacznie trudniejsza. Samo odrastanie nerwu obwodowego nie wystarczy, jeśli jego połączenie z rdzeniem zostało zerwane.

Nowe badanie może mieć znaczenie dla przyszłych metod leczenia takich urazów, ponieważ wskazuje konkretne mechanizmy genetyczne ograniczające wzrost ludzkich neuronów. Nie przedstawia jednak gotowej terapii dla noworodków z porażeniem splotu ramiennego.

Co badanie oznacza dla urazów rdzenia kręgowego

Droga korowo-rdzeniowa odpowiada za przekazywanie sygnałów ruchowych z kory mózgowej do rdzenia. Jej uszkodzenie może prowadzić do niedowładu lub porażenia poniżej miejsca urazu. To właśnie ten układ odwzorowywał model opracowany przez zespół z Cambridge.

Dojrzałe aksony korowo-rdzeniowe rzadko odrastają na odległość wystarczającą do ponownego połączenia mózgu z odpowiednimi segmentami rdzenia. Dotychczas wskazywano głównie na bariery obecne w miejscu urazu. Należą do nich bliznowacenie, zapalenie oraz zmienione otoczenie komórkowe.

Badanie pokazało, że równie istotna może być wewnętrzna zmiana programu dojrzałego neuronu. Nawet po usunięciu części barier środowiskowych komórka może nie uruchomić odpowiednio silnego wzrostu.

„Blokada pojawia się podczas rozwoju” — powiedział dr András Lakatos, opisując moment ograniczenia regeneracji w modelu laboratoryjnym.

Zespół wykazał jednocześnie, że stan ten nie musi być całkowicie nieodwracalny na poziomie komórkowym. Regulacja wskazanej sieci genów oraz zastosowanie wybranych związków zwiększały odrastanie aksonów po eksperymentalnym uszkodzeniu.

Pozostaje jednak kilka zasadniczych etapów, zanim podobne podejście mogłoby zostać wykorzystane klinicznie. Odrośnięty akson musi dotrzeć do właściwego celu, utworzyć odpowiednią synapsę, przewodzić sygnały w kontrolowany sposób i uczestniczyć w funkcjonalnym obwodzie. Naukowcy muszą też ustalić bezpieczeństwo ingerencji w programy genowe odpowiedzialne za dojrzewanie neuronów.

Czego nie można wywnioskować z granicy 150 dni

Wynik nie wyznacza uniwersalnej daty utraty regeneracji nerwów u każdego płodu. Organoidy odwzorowują wybrane elementy ludzkiej biologii, ale nie zawierają wszystkich tkanek, naczyń, komórek odpornościowych i sygnałów obecnych w rozwijającym się organizmie.

Nie można na jego podstawie stwierdzić, że:

• każde uszkodzenie przed połową ciąży zostanie całkowicie naprawione;
• każde uszkodzenie po połowie ciąży będzie trwałe;
• 150. dzień hodowli jest dokładnym odpowiednikiem 150. dnia ciąży;
• linestrenol może obecnie leczyć urazy rdzenia lub nerwów u płodu i noworodka;
• regeneracja pojedynczego aksonu automatycznie oznacza odzyskanie sprawności.

Badanie dostarcza przede wszystkim modelu do analizowania ludzkich dróg korowo-rdzeniowych. Pozwala obserwować dojrzewanie neuronów, kontrolowanie ich wzrostu oraz reakcję na uszkodzenie bez opierania wszystkich wniosków na eksperymentach prowadzonych na gryzoniach.

Autorzy podkreślają, że neurony myszy i szczurów nie zachowują się identycznie jak neurony człowieka. Organoidy mogą zatem pomóc w wyborze tych mechanizmów i substancji, które mają największą szansę działać w ludzkich komórkach.

Co jest najważniejszym wynikiem badania

Najważniejszym ustaleniem nie jest sama liczba 150. O wiele istotniejsze jest wykazanie, że ograniczenie regeneracji ludzkich aksonów pojawia się wraz z dojrzewaniem neuronów i jest kontrolowane przez możliwą do modyfikowania sieć genów.

Młode neurony korowe pozostawały zdolne do ponownego wytwarzania długich włókien po uszkodzeniu. W dojrzalszych komórkach ta zdolność gwałtownie malała, lecz eksperymentalna ingerencja w regulatory dojrzewania częściowo ją przywracała.

Otwiera to kierunek badań nad terapiami, które miałyby czasowo uruchamiać program wzrostowy bez destabilizowania funkcjonowania neuronu. Dotyczy to przede wszystkim uszkodzeń mózgu i rdzenia kręgowego, gdzie naturalna regeneracja aksonów jest niewielka.

Dla pacjentów z urazami okołoporodowymi aktualne pozostają istniejące procedury: wczesna ocena neurologiczna i ortopedyczna, obserwacja odzyskiwania ruchu, terapia ruchowa oraz kwalifikacja do leczenia chirurgicznego w ciężkich uszkodzeniach nerwów obwodowych. Wyniki badań organoidowych nie zastępują tych metod, lecz mogą pomóc opracować przyszłe sposoby regeneracji włókien, które obecnie odrastają bardzo słabo.

Przeczytaj także inne przydatne materiały na stronie urazyokoloporodowe.pl. Znajdziesz tam ważne informacje o urazach okołoporodowych, możliwych powikłaniach, diagnostyce, leczeniu oraz prawach rodziców. Polecamy również przeczytać: Błąd medyczny przy porodzie w Wielkiej Brytanii: jak dochodzić odszkodowania od NHS w 2026 roku