Маленькі моделі хребетного мозку людини виявили здатність до репарації після пошкоджень.
Лабораторія / © pixabay.com
У Сполучених Штатах Америки вчені з Північно-Західного університету виростили в лабораторних умовах органоїди людського хребетного мозку та продемонстрували їхню спроможність до відновлення після штучно відтворених травм.
Про це йдеться у висновках дослідження, представлених науковою групою університету, повідомляє Science Alert.
Як зазначив біоінженер Семюел Штупп, науковці розробили дві моделі ушкоджень органоїдів хребетного мозку людини, щоб з’ясувати, чи будуть збігатися результати терапії з тими, що раніше спостерігалися в експериментах на тваринах.
«Ми створили дві моделі пошкоджень для органоїдів хребетного мозку людини, щоб переконатися, чи будуть узгоджуватися результати лікування з тими, що ми бачили раніше на тваринах», — підкреслив він.
Згідно зі словами науковця, після введення експериментального медикаменту гліальний рубець у пошкоджених зразках майже повністю зник, а на його місці почали активно рости нейрити. Такий процес відновлення нагадував регенерацію аксонів, зафіксовану раніше у піддослідних тварин, що, на думку дослідників, засвідчує потенціал методу для використання в медицині.
Параліч при травмах хребетного мозку виникає через обмежену можливість нервових клітин центральної нервової системи до самовідновлення. Цьому заважають природні механізми пригнічення росту аксонів, а також формування щільної рубцевої тканини, яку нервовим волокнам важко подолати.
Раніше команда Штуппа створила матеріал IKVAV-PA, який дозволив відновити рухові функції у мишей із травмами хребетного мозку. Терапія ґрунтується на використанні супрамолекулярних пептидів, які дослідники називають «танцюючими» молекулами. Вони рухаються синхронно з рецепторами нервових клітин, що підвищує вірогідність їхньої взаємодії та стимулює ріст аксонів.
Штупп пояснив, що через безперервний рух клітинних рецепторів динамічні та «комунікабельні» молекули значно ефективніше взаємодіють з ними, ніж статичні сполуки.
Оскільки експерименти на живих людях на даному етапі є небезпечними, науковці застосували органоїди — тривимірні біологічні структури, вирощені зі стовбурових клітин. Для цього вони використали індуковані плюрипотентні стовбурові клітини дорослого донора та протягом кількох місяців виростили органоїди діаметром близько 3 мм, які відтворили комплексну структуру хребетного мозку, включно з нейронами, астроцитами та організованими шарами тканин.
Після дозрівання частину зразків було розрізано скальпелем для імітації колотих поранень, інші — стиснуто, що моделювало травми, типові для дорожньо-транспортних пригод. В обох випадках фіксувалися загибель нервових клітин, запалення та утворення гліальних рубців, а також вироблення хондроїтинсульфатпротеогліканів — показників пошкодження нервової системи.
Під час експерименту до однієї групи органоїдів додали розчин IKVAV-PA, тоді як контрольна група отримала речовину без активних молекул. Після введення препарат швидко утворював гелеподібний каркас, який на фізичному та хімічному рівнях стимулював ріст нейронів.
В результаті в обробленій групі спостерігалося значне зменшення запалення, майже повна відсутність рубцевої тканини та активне відновлення нервових волокон. У контрольній групі, навпаки, фіксувалися виражене рубцювання та відсутність регенерації.
Хоча до початку клінічних випробувань на людях може знадобитися кілька років, дослідники відзначають, що ідентичні позитивні результати, отримані на мишачих моделях та людських органоїдах, дають підстави сподіватися на створення дієвих методів лікування травм хребетного мозку в майбутньому.
Нагадаємо, раніше ми повідомляли про те, що дослідники з Королівського коледжу Лондона вперше успішно виростили людські зуби в лабораторії.