Чи можливо вилікувати спинний мозок – науковці протестували новий підхід на органах, отриманих у лабораторних умовах.

Це важливий етап у лікуванні травм спинного мозку.

Дослідники з Північно-Західного університету в лабораторних умовах виростили мініатюрні органели людського спинного мозку. Після цього вчені завдали шкоди органу і застосували лікування, яке сприяло відновленню тканин. Це важливий етап у лікуванні травм спинного мозку, які можуть призводити до паралічу, повідомляє Science Alert.

“Ми вирішили створити дві різні моделі травми на органоїді людського спинного мозку та протестувати нашу терапію, щоб перевірити, чи будуть результати подібні до тих, що ми раніше спостерігали на тваринних моделях. Після застосування нашої терапії гліальний рубець значно зменшився і став практично непомітним, а також ми спостерігали ріст нейритів, що нагадує регенерацію аксонів, яку ми бачили у тварин. Це підтверджує, що наша терапія має високі шанси на успіх у людей”, — зазначив біомедичний інженер Самуель Ступ.

Травми спинного мозку часто призводять до паралічу, оскільки ушкоджені нервові клітини в центральній нервовій системі погано відновлюються. Частково це пов’язано з механізмами, які пригнічують ріст нових аксонів, а також з утворенням рубцевої тканини, що ускладнює проходження нервових волокон.

У попередніх дослідженнях вчені розробили матеріал під назвою IKVAV-PA, який використовували для лікування паралічу у мишей із серйозними ушкодженнями спинного мозку. Ключовим елементом цього лікування є супрамолекулярні терапевтичні пептиди – молекули, які отримали прізвисько “танцюючі”, – здатні адаптуватися до руху рецепторів на нервових клітинах, стимулюючи регенерацію аксонів.

“Оскільки самі клітини та їхні рецептори постійно рухаються, можна припустити, що молекули, які рухаються швидше, частіше контактуватимуть із цими рецепторами. Якщо молекули повільні й менш “соціальні”, вони можуть ніколи не вступити в контакт із клітинами”, – пояснив Ступп у 2021 році.

Дослідження на мишах є важливими, але це лише перший етап. Для того, щоб протестувати лікування на тканинах людини, вчені створили в лабораторії органели спинного мозку.

Дослідники використали індуковані плюрипотентні стовбурові клітини від дорослого донора та виростили 3-міліметрові органели спинного мозку, які потім культивували протягом кількох місяців. За цей час органели розвинули більшу частину клітинної архітектури людського спинного мозку, включаючи нейрони, астроцити та організовані шари тканини.

Коли органели дозріли, деякі з них були розрізані скальпелем, а інші зазнали компресійної травми, схожої на ту, що може виникнути під час автомобільної аварії. Обидва типи травм можуть призвести до паралічу.

У всіх випадках органели піддавалися негайній загибелі нервових клітин, утворенню гліальних рубців навколо ушкоджень у центральній нервовій системі та запаленню, аналогічному до реакції, що спостерігається при реальних травмах спинного мозку.

Деякі ушкодження обробили IKVAV-PA, а інші – контрольним розчином, в якому не було “танцюючих” молекул. На ушкодженнях, які піддавалися лікуванню, рідина застигала у вигляді гелеподібного каркаса, а активні молекули хімічно і фізично стимулювали регенерацію нервових клітин. В оброблених органоїдах спостерігалося значно менше запалення та рубцювання, ніж у контрольній групі, а також значно інтенсивніший ріст нервових клітин.

Раніше вченим вдалося подолати деякі з найскладніших бар’єрів на шляху створення мініатюрних моделей людського мозку. Замість того, щоб змушувати стовбурові клітини розмножуватися і перетворюватися на різні типи клітин, дослідники змогли створити “міні-мозок” із клітин мозку плода.