Вчені виростили спинний мозк людини та навчили відновлюватися після травм

У США науковці з Північно-Західного університету виростили в лабораторних умовах органоїди людського спинного мозку та продемонстрували їхню здатність до відновлення після штучно змодельованих травм.

Про це йдеться в результатах дослідження, оприлюднених науковою групою університету, пише Science Alert.

Як повідомив біоінженер Семюел Штупп, дослідники створили дві моделі ушкоджень органоїдів спинного мозку людини, щоб перевірити, чи збігатимуться результати лікування з тими, які раніше спостерігалися в експериментах на тваринах.

«Ми розробили дві моделі ушкоджень для органоїдів спинного мозку людини, щоб перевірити, чи збігатимуться результати лікування з тими, що ми спостерігали раніше на тваринах», — зазначив він.

За словами вченого, після введення експериментального препарату гліальний рубець у пошкоджених зразках майже повністю зник, а замість нього почали активно рости нейрити. Такий процес відновлення нагадував регенерацію аксонів, зафіксовану раніше у піддослідних тварин, що, на думку дослідників, підтверджує потенціал методу для застосування у медицині.

Параліч при травмах спинного мозку виникає через обмежену здатність нервових клітин центральної нервової системи до самовідновлення. Цьому перешкоджають природні механізми пригнічення росту аксонів, а також формування щільної рубцевої тканини, яку нервовим волокнам складно подолати.

Раніше команда Штуппа розробила матеріал IKVAV-PA, який дозволив відновити рухові функції у мишей із травмами спинного мозку. Терапія базується на застосуванні супрамолекулярних пептидів, які дослідники називають «танцюючими» молекулами. Вони рухаються синхронно з рецепторами нервових клітин, що підвищує ймовірність їхньої взаємодії та стимулює ріст аксонів.

Штупп пояснив, що через постійний рух клітинних рецепторів динамічні та «комунікабельні» молекули значно ефективніше взаємодіють із ними, ніж статичні сполуки.

Оскільки експерименти на живих людях на цьому етапі є небезпечними, науковці використали органоїди — тривимірні біологічні структури, вирощені зі стовбурових клітин. Для цього вони застосували індуковані плюрипотентні стовбурові клітини дорослого донора та протягом кількох місяців виростили органоїди діаметром близько 3 мм, які відтворили складну структуру спинного мозку, включно з нейронами, астроцитами та організованими шарами тканин.

Після дозрівання частину зразків було розрізано скальпелем для імітації колотих поранень, інші — стиснуто, що моделювало травми, характерні для дорожньо-транспортних пригод. В обох випадках фіксувалися загибель нервових клітин, запалення та утворення гліальних рубців, а також вироблення хондроїтинсульфатпротеогліканів — маркерів пошкодження нервової системи.

Під час експерименту до однієї групи органоїдів додали розчин IKVAV-PA, тоді як контрольна група отримала речовину без активних молекул. Після введення препарат швидко утворював гелеподібний каркас, який на фізичному та хімічному рівнях стимулював ріст нейронів.

У результаті в обробленій групі спостерігалося значне зменшення запалення, майже повна відсутність рубцевої тканини та активне відновлення нервових волокон. У контрольній групі, навпаки, фіксувалися виражене рубцювання та відсутність регенерації.

Хоча до початку клінічних випробувань на людях можуть минути роки, дослідники зазначають, що однакові позитивні результати, отримані на мишачих моделях та людських органоїдах, дають підстави розраховувати на створення ефективних методів лікування травм спинного мозку в майбутньому.

Нагадаємо, раніше ми писали по те, що дослідники з Королівського коледжу Лондона вперше успішно виростили людські зуби в лабораторії.