Медицина

Пересадка брюшного жира в позвоночник помогла вылечить паралич у мышей

Лайнуть/Поделиться

Новый имплантат спинного мозга был использован для лечения разорванного позвоночника, что дает надежду на то, что такие травмы однажды станут излечимыми.

Группа исследователей из Тель-Авивского университета сообщила о новом имплантате спинного мозга, который помогает восстановить поврежденную нейронную ткань. Результаты работы были опубликованы пару дней назад в журнале Advanced Science.

«В мире миллионы парализованных людей», — пояснил Тал Двир, профессор биотехнологии Тель-Авивского университета и автор исследования. «Мы занимаемся разработкой подходов к тканевой инженерии, чтобы они могли снова ходить».

Травма спинного мозга часто приводит к гибели клеток в этой области и образованию рубцовой ткани. В то время, как здоровая ткань вокруг травмы продолжает пытаться восстановить повреждение, испуская биологические сигналы, это делается напрасно. Новые нейроны не могут расти, а рубцовая ткань, образующаяся на хронической стадии травмы, не позволяет интегрироваться новым клеткам.

Лаборатория Двира имеет многолетний опыт в области тканевой инженерии, в частности, в 2019 году она напечатала сердце на 3D-принтере с использованием собственных клеток пациента. 

«Здесь мы использовали тот же подход, что и при создании сердца», — пояснил Двир. «В том исследовании мы имитировали развитие ткани сердца. Теперь мы сделали то же самое, только с развитием спинного мозга. Разница в том, что тогда мы напечатали сердце, а здесь создали имплантаты меньшего размера».

Стратегия команды отличается от нынешних подходов, которые используют клеточную терапию для лечения повреждений позвоночника. Там, где обычно в место повреждения вводят различные типы клеток или биоматериалы в надежде, что эти клетки будут размножаться и расти сами по себе внутри тела, новый имплантат спинного мозга сначала выращивают в лаборатории.

«Введенные клетки изолированы и должны сформировать нейронную сеть и интегрироваться со здоровой тканью», — сказал Двир. «В нашей лаборатории мы проектируем эту ткань, чтобы сформировать сеть в чашке, и только после того, как у нас будет полностью сформированная трехмерная нейронная сеть, мы ее трансплантируем. Единственное, что ей нужно сделать в организме, — это соединиться со здоровой тканью, что сделать гораздо проще».

Имплантат спинного мозга формируется путем имитации тех же процессов, которые происходят во время эмбрионального развития спинного мозга, когда сконструированная трехмерная микросреда обеспечивает растущие клетки соответствующими биологическими сигналами и сигналами для формирования новой ткани.

Команда ученых обошла риск отторжения имплантата в результате естественного иммунного ответа организма, используя клетки и материалы, взятые непосредственно у пациента. 

«С помощью небольшой биопсии мы берем жировую ткань из желудка пациента и изолируем клетки и внеклеточный матрикс», — пояснил Двир. «Затем клетки перепрограммируют с помощью генной инженерии, чтобы они стали так называемыми плюрипотентными стволовыми клетками, которые похожи на эмбриональные стволовые клетки».

Плюрипотентные стволовые клетки можно рассматривать, как чистые листы или даже мастер-клетки, обладающие потенциальной способностью производить любую клетку или ткань в организме. Ученые использовали их вместе с извлеченным внеклеточным матриксом — трехмерной сетью молекул, таких как коллаген, минералы и различные гликопротеины, которые формируют структуру и поддержку соединительных тканей по всему телу — для создания того, что Двир называет «персонализированным гидрогелем» для имплантатов спинного мозга.

«Мы помещаем стволовые клетки внутрь этих гидрогелей и добавляем молекулы, выделяемые эмбрионом, для формирования спинного мозга», — пояснил он. «Мы добавляем это в культуральную среду, в ткань, пока она растет, чтобы вызвать дифференцировку клеток. Это гарантирует, что они станут «спинным мозгом». Мы делаем то же самое, что и эмбрионы, но в чашке Петри».

Чтобы продемонстрировать способность имплантата заживлять поврежденный позвоночник, команда пересадила его мышам, у которых была полная левосторонняя гемисекция одного позвонка, но правая сторона осталась нетронутой. Они сравнили свои результаты с мышами, которым вводили инъекции клеток, и обнаружили, что примерно через неделю клетки в группе с имплантатом были четко видны в месте поражения, в то время как клетки, введенные с помощью инъекции без имплантата, почти не наблюдались. Это, по мнению команды, подчеркивает важность благоприятной среды для регенерации поврежденных тканей.

«Одна из приятных особенностей этих результатов, — добавил Двир, — заключается в том, что мы установили имплантат не сразу после травмы, а позже, на хронической стадии. Это более подходящая модель для клинических условий, потому что немногие люди получают такое лечение сразу после травмы. Мы смогли показать, что по прошествии всего этого времени (эквивалентно от 6 месяцев до года для людей) они работают, и животные снова могут ходить. Два года назад мы создали компанию на основе этой технологии и сейчас работаем над тем, чтобы внедрить ее в клинику для лечения парализованных пациентов. Надеюсь, через два года мы будем участвовать в клинических испытаниях».

Редакция

Недавние публикации

Пчелы с высокой точностью обнаруживают биомаркеры рака легких

Недавнее исследование, опубликованное в журнале Biosensors and Bioelectronics, говорит о том, что пчелы могут стать важным инструментом для раннего… Читать далее

06/07/2024

Прием препаратов для снижения веса(Ozempic), возможно, повышает риск развития слепоты

Исследование, проведенное в клинике Mass Eye and Ear, выявило связь между широко назначаемыми препаратами для… Читать далее

05/07/2024

Запрет на аборты коррелирует с увеличением смертности новорожденных и младенцев

Закон штата Техас, запрещающий аборты на ранних сроках беременности, ассоциируется с резким увеличением числа смертей… Читать далее

01/07/2024

От размытого изображения к 3D-модели толстого кишечника

Капсульные камеры позволяют почти незаметно и без боли исследовать все уголки кишечника, пока пациент занимается… Читать далее

27/06/2024

Выявлены области мозга, которые искажают реакцию мозга на удовольствие при биполярном расстройстве

Недавнее исследование, проведенное учеными из Университетского колледжа Лондона (UCL), проливает свет на то, как мозг… Читать далее

22/06/2024

Смотреть на экран или в камеру? Что лучше для онлайн-собеседования? Исследование

Исследование японских ученых, опубликованное в журнале Scientific Reports 31 мая, свидетельствует о том, что взгляд… Читать далее

18/06/2024