Исследователи Северо-Западного университета (США) разработали новую инъекционную терапию, которая посылает нейронам биоактивные «танцующие» молекулы–сигналы, чтобы устранить паралич и восстановить ткани после тяжелых травм спинного мозга. Ученые ввели одну инъекцию в ткани, окружающие спинной мозг парализованных мышей. Всего через четыре недели животные вновь смогли ходить, сообщает пресс-служба вуза. Подробнее о результатах исследования рассказано в журнале Science.
Секрет нового терапевтического средства заключается в настройке движения молекул, чтобы они могли находить и правильно задействовать постоянно движущиеся рецепторы нервных клеток. Введенный в виде жидкости, «коктейль» из молекул немедленно превращается в гелеобразную сложную сеть нановолокон, которые имитируют внеклеточный матрикс спинного мозга. Соответствуя структуре матрикса, повторяя движение биологических молекул и включая сигналы для рецепторов, синтетические молекулы могут взаимодействовать с клетками.
«Рецепторы в нейронах и других клетках постоянно перемещаются, – отмечает Сэмюэл Ступп из Северо-Западного университета, руководитель исследования. – Ключевая инновация в нашем исследовании, которой никогда раньше не было, заключается в управлении коллективным движением более 100 тысяч молекул внутри наших нановолокон. Заставляя молекулы двигаться, «танцевать» или даже временно выпрыгивать из этих структур, известных как супрамолекулярные полимеры, они могут более эффективно связываться с рецепторами».
Так как сами клетки и их рецепторы находятся в постоянном движении, «танцующие» быстрые молекулы будут чаще сталкиваться с этими рецепторами.
После подключения к рецепторам движущиеся молекулы запускают два каскадных сигнала. Один сигнал побуждает восстанавливаться аксоны – длинные хвосты нейронов в спинном мозге. Подобно электрическим кабелям, аксоны посылают сигналы между мозгом и остальной частью тела. Разрыв или повреждение аксонов может привести к потере чувствительности тела или даже к параличу. С другой стороны, восстановление аксонов увеличивает связь между телом и мозгом.
Второй сигнал помогает нейронам выжить после травмы, потому что он вызывает пролиферацию (разрастание) других типов клеток: заново растут потерянные кровеносные сосуды, которые питают нейроны и важные для восстановления тканей клетки, восстанавливается миелин вокруг аксонов, уменьшаются глиальные рубцы, которые действуют как физический барьер, препятствующий заживлению спинного мозга.
«Сигналы, использованные в исследовании, имитируют естественные белки, необходимые для запуска желаемых биологических реакций. Однако белки имеют чрезвычайно короткий период полураспада и требуют больших затрат в производстве, – отмечают авторы работы. – Наши синтетические сигналы – это короткие модифицированные пептиды, которые, будучи соединены вместе тысячами, сохраняют свою биологическую активность в течение нескольких недель».
[Фото: SAMUEL I. STUPP LABORATORY/NORTHWESTERN UNIVERSITY]
