211service.com
Regeneruojantys nervai
Žmogaus kūnas gali būti stebėtinai atsparus: gyja žaizdos, taisosi kaulai, vėl suauga raiščiai. Tačiau atsigavimas po nervų pažeidimo yra daug mažiau patikimas. Naujausiame numeryje Pažangios medžiagos tyrėjai Christiane Gumera ir Yadong Wang iš Džordžijos technologijos instituto paskelbė, kad jie paskatino nervų ląstelių ataugimą naudodami polimerą, padengtą cheminėmis struktūromis, panašiomis į acetilcholiną, įprastą neuromediatorių. Tyrimas, pirmasis sujungiantis neuromediatorių ir polimerą, vieną dieną gali padėti gydyti neurodegeneracines ligas ir nugaros smegenų pažeidimus.
Nervų slaugos: Christiane Gumera ir Yadong Wang iš Georgia Tech (viršuje) apžvelgia nudažytus neuronus, išaugusius ant polimero, surišto cheminėmis struktūromis, panašiomis į neuromediatorių acetilcholiną. Polimeras skatina neuronų informaciją pernešančių projekcijų, žinomų kaip neuritai, augimą (toliau).
Daugelis žmonių dirbo su biopolimeru, sako Christine Schmidt, biomedicinos inžinierė iš Teksaso universiteto Ostine. Tačiau tai rodo, kad polimeras su neurotransmiteriu gali būti naudojamas nervų sistemos augimui valdyti.
Ankstesni tyrimai atskleidė keletą agentų, galinčių paskatinti nervinių ląstelių arba neuronų, baltymų, vadinamų lamininu, ataugimą. Tačiau lamininas yra tirpus vandenyje ir greitai ištirpsta vandens pagrindu esančioje organizmo aplinkoje. Georgia Tech tyrėjų medžiaga veikė taip pat gerai kaip lamininas, bet kadangi jis netirpus vandenyje, jis labiau išliks vietoje, jei būtų įterptas į paciento kūną, ir gali paskatinti nervinių ląstelių augimą savaites, o ne dienas.
Acetilcholinas, neuromediatorius, į kurį daugiausia dėmesio skyrė tyrėjai, yra vienas dažniausiai pasitaikančių. Kaip ir visi neurotransmiteriai, jis neša, stiprina ir moduliuoja signalus, siunčiamus tarp neuronų. Jau daugelį metų buvo žinoma, kad acetilcholinas skatina neurono informaciją pernešančių projekcijų arba neuritų augimą: vienišo ilgo siųstuvo, vadinamo aksonu, ir daugelio trumpų imtuvų, vadinamų dendritais, augimą. Tačiau organizmo fermentai suskaido acetilcholiną greičiau nei per sekundę po jo aptikimo, nes per didelis acetilcholino kiekis yra toksiškas ir slopina neuritus.
Kad suteiktų į acetilcholiną panašią cheminę medžiagą kontroliuojamą ir ilgalaikį poveikį, mokslininkai jį pritvirtino prie medžiagos, kurios fermentai negali suskaidyti: lankstaus ir biologiškai skaidaus poliesterio. Wang pažymi, kad prie polimero pagrindo gali būti pritvirtinti kiti cheminiai pasiuntiniai ir kad visas rinkinys sugenda po kelių savaičių.
Wang ir Gumera uždėjo nedidelį žiurkės nervo gabalėlį ir jį supančius audinius ant polimero ir išmatavo nervo ilgį per kitas keturias ar šešias dienas. Neuritai stabiliai augo šešias dienas, tada pradėjo lėtėti. Ilgiausias pagamintas neuritas buvo daugiau nei penkių milimetrų ilgio, o didžiausias augimo greitis buvo 0,7 milimetro per dieną.
Wang ir Gumera taip pat išbandė medžiagas, kuriose jų acetilcholinas, žinomas kaip į acetilcholiną panaši funkcinė grupė, ir polimeras buvo sujungti skirtingais santykiais. Neuritų augimas didėjo su funkcinės grupės koncentracija, iki 70 proc. Medžiagos, kurių funkcinės grupės koncentracija didesnė nei 70 procentų, slopino neuritų augimą. Tyrėjai taip pat išbandė polimerą prieš lamininą, auksinį neuritų augimo standartą, pasak Wang, ir abiejų medžiagų sukeltas neuritų augimas buvo beveik toks pat. Wangas planuoja pradėti dirbti su polimeru su funkcinėmis grupėmis, kurios imituoja ir acetilcholiną, ir lamininą, o tai, jo manymu, turės dar stipresnį poveikį.
Wangas taip pat stengiasi pagaminti polimerą tokiomis konfigūracijomis, kurios būtų terapiškai naudingesnės. Šiuo metu mes tiesiog turime plokščią polimero dangą, sako jis. Toliau bandome sukti polimerą į nano- arba submikropluoštus. Teksaso universiteto Schmidto teigimu, kadangi polimeras yra pagamintas iš poliesterio, jo manipuliavimas kitomis formomis turėtų būti paprastas dalykas.
Esant tinkamoms aplinkybėms, pažeisti neuronai gali šiek tiek atsinaujinti, tačiau randų audinys slopina jų augimą. Wangas, daugiau nei trejus metus dirbantis su polimerų tyrimais, mano, kad vieną dieną chirurgai gali per randų audinį perverti augimo stimuliatorių nusėtus polimero pluoštus, nukreipdami neuritus į aplinką, kurioje jie galėtų toliau augti patys. . Kai pasieksite tinkamą aplinką, neuronas augs labai gerai, sako jis. Chirurginiu būdu įterptos kelių milimetrų skaidulos pakaktų, kad įveiktų atstumiantį rando audinio poveikį.
Siekdamas gydyti neurodegeneracines ligas, tokias kaip Alzheimerio liga, Wang tikisi panaudoti polimerą, kad efektyviau generuotų neuronus, kuriuos būtų galima persodinti pacientams.
Tačiau bet koks neurotransmiterius imituojančio polimero panaudojimas terapiniam naudojimui dar liko metų. Naujų medžiagų su skirtingomis funkcijomis projektavimas yra sudėtingas, sako Schmidtas. Tačiau tai gali duoti naujų rezultatų. Yra daug potencialo.