Urazy rdzenia kręgowego to jedne z najtrudniejszych do zrozumienia uszkodzeń ludzkiego ciała. Do dziś nie istnieje skuteczna metoda ich leczenia. Niemniej, naukowcy z całego świata nie poddają się w eksploracji układu nerwowego i zrozumieniu procesów w nim zachodzących. Odwrócenie skutków tego typu urazów mogłoby pomóc setkom tysięcy osób na świecie.
Pozytywny promyk nadziei dociera do nas od naukowców z Szanghaju, którzy z powodzeniem wykorzystali nanobiomateriał LDH (warstwowy podwójny wodorotlenek) i zahamowali środowisko zapalne otaczające uraz rdzenia kręgowego u myszy. Pozwoliło to przyspieszyć regenerację neuronów i odbudowę obwodu nerwowego w kręgosłupie. Dodatkowo wyniki tego badania, które ukazały się w czasopiśmie Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego ACS Nano 2 lutego br., powinny pomóc w stworzeniu kompleksowego, możliwego do zastosowania klinicznie u ludzi sposobu łagodzenia skutków urazów rdzenia kręgowego.
Zrozumieć istotę urazu rdzenia kręgowego
Podczas urazów rdzenia dochodzi do uszkodzenia włókien nerwowych. Wokół urazu tworzy się mikro środowisko zapalne, które utrudnia regenerację neuronów i aksonów. Naukowcy starają się ograniczyć tę agresywną odpowiedź immunologiczną w miejscu urazu, aby zapewnić neuronalnym komórkom macierzystym regenerację neuronów.
Opublikowane badanie ukazuje jak specjalnie dobrane nanokompozyty mogą zahamować reakcję immunologiczną w miejscu uszkodzenia rdzenia. Naukowcy z Uniwersytetu w Tongji wyselekcjonowali nanowarstwowy podwójny wodorotlenek (LDH) istotny z punktu widzenia urazów rdzenia kręgowego. Charakteryzuje się on dobrą biokompatybilnością (zdolność do uniknięcia odrzucenia przez organizm), bezpieczną biodegradacją (rozpad i usuwanie cząsteczek po zastosowaniu) oraz doskonałą zdolnością przeciwzapalną. LDH dotychczas był wykorzystywany terapii przeciwnowotworowej.
„Te właściwości sprawiły, że LDH jest naprawdę obiecującym kandydatem do stworzenia bardziej korzystnego mikrośrodowiska dla regeneracji po urazie rdzenia kręgowego.” – mówi Rongrong Zhu z Wydziału Ortopedii Szpitala Tongji, pierwszy autor badania.
Po przeszczepieniu LDH do miejsca urazu u myszy naukowcy stwierdzili, że nanobiomateriał znacznie przyspieszył migrację neuronalnych komórek macierzystych, różnicowanie neuronów, aktywację kanałów pobudzenia neuronów i indukcję potencjału czynnościowego (impulsu nerwowego).
Badane myszy wykazały znaczną poprawę zachowania lokomocyjnego w porównaniu z grupą kontrolną myszy. Naukowcy przetestowali także połączenie LDH z białkiem pobudzającym wzrost neuronów (Neurotrofiną-3, NT3). Badane myszy pokazały jeszcze lepsze efekty regeneracji rdzenia. Połączenie LDH z NT3 to mieszanka zapewniająca środowisko i stymulację do wzrostu neuronów.
Najważniejszym z efektów prezentowanego badania jest zrozumienie jak ta regeneracyjna ”mieszanka” oddziałuje na miejsce uszkodzenia, redukując stan zapalny. Teraz badacze chcą się skupić na dalszym ulepszaniu terapii. Ich celem jest stworzenie systemu leczenia urazów rdzenia, który mógłby być stosowany na ludziach.
Efekty badań naukowców, nie powalają nam tracić nadziei na wypracowanie metody, która może nie uleczy osób, które doznały już uszkodzenia rdzenia, ale na pewno pozwoli ograniczyć w dużym stopniu występowanie negatywnych efektów urazu rdzenia w przyszłości. Nawet zmniejszenie wpływu urazu na organizm zwiększy możliwe efekty rehabilitacji w odzyskiwaniu sprawności fizycznej wśród osób, które doznają tego typu urazów w przyszłości
Prawa do zdjęcia: Liming Cheng, Rongrong Zhu, Oddział Ordtopedii, Szpital uniwersytetu w Tongji.
Artykuł powstał na bazie publikacji Uniwersyteu w Tongji w Eurekaalert https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-03/doot-nbn032221.php
