Дослідники в лабораторних умовах створили спинний мозок і змогли відновити його функції після ушкодження.

Це суттєвий етап у процесі відновлення після ушкоджень спинного мозку.

Вчені з Північно-Західного університету в лабораторії виростили крихітні органели людського спинного мозку. Після цього дослідники пошкодили орган і провели лікування, яке допомогло тканинам відновитися. Це важливий крок на шляху лікування травм спинного мозку, які спричиняють параліч, повідомляє Science Alert.

"Ми вирішили створити дві різні моделі травм на органоїді людського спинного мозку та протестувати нашу терапію, щоб з’ясувати, чи результати будуть подібними до тих, що ми раніше спостерігали в експериментах з тваринами. Після застосування нашого лікування гліальний рубець значно зменшився і став майже непомітним, а також ми спостерігали ріст нейритів, що нагадує процес регенерації аксонів, який ми бачили у тварин. Це свідчить про те, що наша терапія має високі шанси на успіх у людей," - зазначив біомедичний інженер Самуель Ступ.

Травми спинного мозку часто викликають параліч, оскільки нервові клітини в центральній нервовій системі мають обмежені можливості для відновлення. Це частково зумовлено механізмами, що гальмують ріст нових аксонів, а також утворенням рубцевої тканини, яка ускладнює проростання нервових волокон.

У попередніх наукових дослідженнях вчені створили новий матеріал, відомий як IKVAV-PA, який було застосовано для відновлення рухливості у мишей з серйозними травмами спинного мозку. Основою цього лікувального підходу є супрамолекулярні терапевтичні пептиди, які отримали назву "танцюючі" через свою здатність адаптуватися до рухів рецепторів на нейронах, що сприяє регенерації аксонів.

"З огляду на те, що самі клітини та їхні рецептори перебувають у постійному русі, можна уявити, що молекули, які рухаються швидше, будуть частіше стикатися з цими рецепторами. Якщо молекули повільні й не такі "соціальні", вони можуть ніколи не вступити в контакт із клітинами", - пояснив Ступп 2021 року.

Дослідження, проведені на мишах, є важливими, але вони становлять лише початкову стадію. Щоб випробувати лікувальні методи на людських тканинах, науковці розробили в лабораторних умовах органоїди спинного мозку.

Дослідники використали індуковані плюрипотентні стовбурові клітини від дорослого донора та виростили 3-міліметрові органели спинного мозку, а потім культивували їх протягом кількох місяців. За цей час органели розвинули більшу частину клітинної архітектури людського спинного мозку, включно з нейронами, астроцитами та організованими шарами тканини.

Як тільки органели досягли зрілості, деякі з них були розсічені скальпелем, тоді як інші отримали компресійні ушкодження, подібні до тих, які виникають під час автомобільних аварій. Обидва ці види травм здатні викликати параліч.

У всіх ситуаціях органели зазнавали швидкої загибелі нейронів, формування гліальних рубців навколо ушкоджень у центральній нервовій системі та запальних процесів, що нагадують реакцію, яку можна спостерігати при справжніх травмах спинного мозку.

Деякі ушкодження лікували за допомогою IKVAV-PA, тоді як інші обробляли контрольним розчином, не містившим "танцюючих" молекул. На ушкоджених ділянках, які піддавалися лікуванню, рідина перетворювалася на гелеподібну структуру, а активні молекули стимулювали регенерацію нервових клітин як хімічно, так і фізично. У органоїдах, які отримали лікування, спостерігалося значно менше запальних процесів і рубцевих змін у порівнянні з контрольною групою, а також помітно інтенсивніший розвиток нервових клітин.

Раніше вченим вдалося подолати деякі з найскладніших перешкод на шляху створення мініатюрних моделей мозку людей. Замість того, щоб змушувати стовбурові клітини розмножуватися і перетворюватися на різні типи клітин, дослідники змогли створити "міні-мозок" із клітин мозку плода.