Учёные Института теоретической и экспериментальной биофизики (ИТЭБ РАН) создали специальную подложку, на которой можно быстро выращивать повреждённые аксоны. Так называются длинные отростки нейронов. С их помощью нервные клетки пересылают сигналы другим клеткам, в том числе передавая команды от мозга к органам.
Из-за болезней и травм аксоны могут повреждаться, что приводит к многочисленным сбоям в работе организма человека, а подчас и к инвалидизации.
Повреждённые нервные волокна в некоторых случаях можно сшить. Этим занимаются микрохирурги. Однако это кропотливая работа, которая к тому же не всегда может увенчаться успехом. Поэтому учёные ищут способ восстановления иннервации тканей и, соответственно, нарушенных функций извне.
Для решения этой проблемы исследователи разрабатывают синтетические трансплантаты, так называемые нервные кондуиты (проводники). Они служат своего рода мостом между здоровыми и повреждёнными нервными клетками. Учёные также используют для их обозначения термины матрица или скаффолд.
Если имитировать структуру, которую мы видим в организме человека, то скаффолд сможет направлять рост аксонов, что обеспечит быстрое и эффективное восстановление нервных путей.
"Мы показали, что на таких подложках улучшается как пролиферация клеток, то есть увеличение количества клеток путём деления, так и направленный рост нейронов, и предложили молекулярный механизм этого явления. Полученные наноструктурные подложки с диаметром волокон менее ста нанометров, мимикрирующие внеклеточный матрикс, могут служить в качестве эффективных каркасов для регенерации нервной ткани", – рассказала один из авторов разработки научный сотрудник ИТЭБ РАН Ольга Антонова.
Для создания нервных кондуитов идеально подходит архитектура естественного внеклеточного матрикса (ВКМ). Но проблема в том, что он состоит в основном из коллагеновых волокон. При этом крайне непросто создать тонкие волокна коллагена, слишком уж он хрупок. В то же время синтетические волокна получаются значительно более толстыми, чем натуральные коллагеновые волокна ВКМ.
Учёные ИТЭБ РАН в ходе своей работы подобрали подходящий для озвученной задачи полимерный материал, а также создали из него скаффолды. Нейлоновые волокна диаметром менее 100 нанометров эффективно контролировали рост отростков нейронов.
Для проверки эффективности этих матриц учёные провели следующий эксперимент: вырастили на таких каркасах нейроны гиппокампа крысы. Самыми эффективными оказались скаффолды из волокон диаметром 60 нм.
Теперь учёные разрабатывают материал, с помощью которого можно будет дистанционно управлять ростом клеток. Они планируют добавить к имеющейся основе тепловую стимуляцию активности нейронов.
Результаты исследования были опубликованы в международном журнале Nanomaterials, о чём сообщает пресс-служба Минобрнауки России.
Ранее Вести.Ru сообщали о том, что в России был создан материал для восстановления мозга, а также препарат, сохраняющий нервные клетки при Альцгеймере.
