Новое лекарство восстановило серьёзное повреждение спинного мозга у мыши
Исследователи из Северо-Западного университета разработали новое лекарство, инъекция которого позволила восстановить ткани после серьёзного повреждения спинного мозга у мыши и излечить паралич задних конечностей. Работа опубликована в журнале Science.
Для восстановления спинного мозга мыши понадобился всего один укол в ткани, окружающие спинной мозг. Лекарство отправляет биоактивные сигналы, заставляющие клетки начинать восстановление и регенерацию. В результате у мыши восстановились отрезанные отростки нервных клеток (аксоны) и уменьшилась рубцовая ткань (часто создающая физический барьер для процессов регенерации). Также восстановилась миелиновая оболочка аксонов, сформировались функциональные кровеносные сосуды, доставляющие питательные вещества в пострадавшие ткани и выжило большое количество моторных нейронов.
Мышь снова смогла двигать задними конечностями уже через четыре недели после ввода лекарства. Подействовав, составляющие лекарства (синтетические молекулы, имитирующие белки) полностью рассосались в теле мыши в течение 12 недель, не оставив видимых побочных эффектов. Эти составляющие распались на питательные вещества, поглощаемые клетками.
Вёл исследование Сэмюел Стапп, основатель и директор Иститута бионанотехнологий Симпсона Куэрри (SQI) и его Исследовательского центра регенеративной наномедицины. По его словам, новое исследование проведено в рамках поиска терапии, способной избавить людей от паралича конечностей после серьёзных травм или заболеваний. Учёные давно уже бьются над этой сложной задачей — ведь у центральной нервной системы нет возможности активно восстанавливаться после получения подобных значительных повреждений. Учёные института уже готовят заявку в Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США с тем, чтобы получить разрешение на использование лекарства на людях.
Секрет новой терапии заключается в возможности управлять совместным движением молекул, изменяя химическую структуру с целью усиления терапевтических эффектов. Управляемые молекулы легче находят и связываются с постоянно передвигающимися рецепторами клеток. Лекарство находится в жидком виде, но после инъекции превращается в гель, состоящий из сложной сети нановолокон, имитирующих внеклеточный матрикс спинного мозга. Синтетическим материалам удаётся взаимодействовать с живыми клетками, имитируя движение биологических молекул и используя сигналы, воспринимаемые рецепторами.
Стапп поясняет, что рецепторы в нейронах постоянно двигаются, и ключевая инновация новой терапии состоит в том, чтобы управлять совместным движением более 100 000 молекул, из которых состоят упомянутые нановолокна. Молекулы двигаются, «танцуют» и иногда даже временно выпрыгивают из своих структур, супрамолекулярных полимеров, в результате чего им удаётся эффективнее связываться с рецепторами.
После связывания молекулы порождают два каскадных сигнала, запускающих регенерацию. Один заставляет аксоны — отростки нервных клеток, передающие сигналы — регенерировать. Второй помогает нейронам выжить после травмы, провоцируя рост остальных клеток, что приводит к восстановлению утерянных кровеносных сосудов. Последние подпитывают нейроны и другие клетки, необходимые для восстановления тканей.
Исследователи утверждают, что новую терапию можно использовать не только для восстановления после травм спинного мозга. Восстановившиеся у мыши ткани похожи на ткани головного мозга, поражаемые инсультами и нейродегенеративными заболеваниями вроде болезней Альцгеймера или Паркинсона. В принципе, управление группами молекул с целью усиления передачи сигналов клеткам можно использовать для различных биомедицинских целей.
