Команда Зайды Альварес из Северо-Западного университета в Чикаго нашла способ, позволяющий вырастить травмированный спинной мозг мышей. Ученые использовали специальную смесь материалов, имитирующих белки, которые дают клеткам импульс, необходимый для регенерации.
Естественные белки имеют чрезвычайно короткий период полураспада, а их производство дорого. Вместо них исследователи использовали синтетические молекулы, так называемые пептидные амфифилы, которые после инъекции в спинной мозг самостоятельно собираются в волокна, образуют гибкие связи и взаимодействуют с рецепторами клеток. Связанные тысячами, они выживают в течение недель и обеспечивают биологическую активность. Такое лечение дешевле и длится намного дольше.
Исследователи прикрепили к пептидным амфифилам две разные биологические сигнальные молекулы. Одна была фактором роста, который стимулирует регенерацию процессов в поврежденных нервных клетках, так называемых аксонах. Другая вызывала образование новых кровеносных сосудов для снабжения нервных клеток и помогала поврежденным нейронам выжить. В целом терапия поддерживала заживление пятью дополнительными способами:
- регенерацией аксонов;
- уменьшением рубцовой ткани, которая может образовывать физический барьер для восстановления;
- повторным образованием изолирующего слоя миелина вокруг аксонов;
- формированием новых кровеносных сосудов;
- сохранением большего числа нейронов.
В экспериментах на мышах и на клеточных культурах нервных клеток человека был обнаружен решающий фактор эффективности терапии: подвижность введенных молекул. Самое важное нововведение в исследованиях - контроль коллективного движения свыше 100 000 молекул, находящихся внутри нановолокон. Они, заставляя молекулы двигаться или даже временно выпрыгивать из супрамолекулярных полимеров, могут эффективнее связываться с рецепторами.
Пока неясно, почему повышение мобильности связано с повышенной эффективностью. Ученые предполагают, что скорость движения позволяет им чаще сталкиваться с этими рецепторами, а медлительные молекулы могут никогда не вступить в контакт с клетками.
По мнению команды Альвареса, их результаты помогут в разработке терапевтических средств, которые будут запускать регенерацию спинного мозга у людей. Поскольку синтетические молекулы расщепляются в течение двенадцати недель и полностью исчезают из организма, предполагается, что они безопасны и могут предотвратить паралич после тяжелой травмы или болезни.
