3D-печать вернула крысам возможность ходить после травм спинного мозга
Травмы спинного мозга считаются одними из самых тяжелых: из-за повреждения нервных стволов человек утрачивает не только чувствительность, но и возможность двигать конечностями ниже места повреждения. До сих пор не существовало способа полностью восстановить поврежденные участки и устранить паралич. Главная проблема заключается в том, что нервные клетки ниже места повреждения погибают, а новые нервные волокна не могут прорасти через область травмы. Команда специалистов из Университета Миннесоты предложила решение этой, казалось бы, неразрешимой задачи.
Суть метода заключается в создании уникального 3D-печатного каркаса с микроскопическими каналами — так называемого органоидного скаффолда. Эти каналы заполняются специальными клетками-предшественниками нервной ткани спинного мозга, полученными из стволовых клеток. Такие клетки способны делиться и превращаться в зрелые нервные клетки определенного типа. По сути, создается биологический «мост», который позволяет нервным сигналам обходить поврежденный участок.
«Мы используем 3D-печатные каналы каркаса для направления роста стволовых клеток, что гарантирует рост новых нервных волокон в нужном направлении», — объясняет соавтор разработки Гебум Хан.
В ходе эксперимента исследователи трансплантировали такие каркасы крысам с полностью перерезанным спинным мозгом. Результаты превзошли ожидания: клетки успешно превратились в нейроны и протянули свои нервные волокна в обоих направлениях — к голове и к хвосту животного, формируя новые связи с существующими нервными цепями организма.
Что особенно важно, новые нервные клетки со временем полностью интегрировались в ткань спинного мозга хозяина, что привело к эффективному восстановлению двигательных функций у подопытных крыс. У животных, которые были полностью парализованы, начала восстанавливаться подвижность.
Конечно, пока речь идет только о первых шагах. Но специалисты по праву считают свою работу революционной: сочетание точной 3D‑печати и стволовых клеток впервые позволило не просто воссоздать кусочек ткани, а интегрировать его в нервную систему, которая имеет сложнейшее строение. Это дает надежду на восстановления для миллионов людей с травмами спинного мозга по всему миру. Команда продолжает работу по масштабированию технологии и ее переносу на человека для будущего применения в практической медицине.
Ранее ученые выяснили, где организм хранит резервы для «ремонта» нейронов.
