Нейронные «леса» вживили в мозг
Ученые из Национального института биомедицинской визуализации и биоинженерии (National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering) разработали наноструктуры, позволяющие внедрить в головной мозг сети из нейронов и улучшить приживаемость последних. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Цель авторов работы заключалась в том, чтобы увеличить эффективность операций по трансплантации нейронов для лечения нейродегенеративных заболеваний. Когда нейроны инъецируют в мозг по отдельности, их выживаемость является низкой. Чтобы решить эту проблему, ученые разработали челночную систему доставки нервных клеток.
Система состоит из нескольких компонентов. Первый представляет собой каркас из полимерных волокон. Второй — это связанные с волокнами индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК), полученные из клеток кожи. После введения внутрь ИПСК специального белка NeuroD1 клетки превращались в нейроны.
Исследователи экспериментировали с волокнами различной толщины и плотности, чтобы создать наиболее подходящий для нейронов каркас. Если он оказывался слишком плотным, то нервные клетки не могли в него нормально интегрироваться, в противном случае нейронные сети получались слишком разреженными, и нейроны плохо контактировали друг с другом.
Ученые смогли подобрать такой каркас, который обеспечил оптимальную связь между клетками, а также в 40 раз увеличил выживаемость нейронов по сравнению с инъекциями отдельных клеток. Кроме того, разработанная система позволила нервным клеткам активно вырабатывать белки, участвующие в формировании синапсов, что что улучшило электрическую активность нейронов.
В настоящее время ученые совершенствуют свою систему для лечения болезни Паркинсона. Исследователи собираются превратить стволовые клетки в нейроны, синтезирующие допамин — нейромедиатор, который находится в дефиците у пациентов с синдромом паркинсонизма.
