Источник фото: ScienceDaily
Инженеры-биомедики из Университета Дьюка разработали инъекционный биоматериал, который может помочь мозгу восстанавливаться после ишемического инсульта. В опытах на мышах он изменял полость, остающуюся после гибели мозговой ткани, создавая более благоприятные условия для восстановления. Результаты исследования опубликованы в журнале Cell Biomaterials.
Ишемический инсульт происходит при закупорке сосуда тромбом, из-за чего часть мозга перестает получать кровь. Экстренная терапия способна восстановить кровоток и сохранить еще жизнеспособные клетки, однако погибшую ткань вернуть нельзя. При тяжелом поражении на ее месте образуется полость, а реабилитация помогает адаптироваться сохранившимся нейронным связям, но не восстанавливает поврежденный участок напрямую.
Ученые использовали каркасы из микропористых гидрогелевых частиц, которые после введения формируют структуру с открытыми пространствами для клеток. К поверхности этих частиц химически прикрепили внеклеточные везикулы — микроскопические пузырьки, выделяемые астроцитами и содержащие белки, липиды и генетический материал. Такая конструкция удерживала сигналы в зоне повреждения и помогала привлекать иммунные клетки.
Наиболее заметный эффект дала комбинация сигнальных молекул IL-4 и C1q. Она способствовала притоку макрофагов и нейтрофилов, которые обычно связывают с воспалением на ранних стадиях инсульта. При уменьшении числа нейтрофилов у животных значительно снижалось образование новых сосудов, а перестройка биоматериала происходила слабее.
В обработанной области у мышей формировались новые кровеносные сосуды, а внутри и вокруг поврежденной зоны увеличивалось количество аксональных волокон, передающих сигналы между клетками мозга. Животные с оптимизированным каркасом лучше проходили тест на ходьбу по решетке, оценивающий ошибки постановки передних лап. Через восемь недель их показатели статистически не отличались от результатов здоровых мышей и сохранялись до завершения наблюдений.
Исследователи подчеркнули, что внеклеточные везикулы без микропористого каркаса не обеспечивали сопоставимого восстановления сосудов. Метод пока находится на доклинической стадии и испытан только на мышах при прямом введении материала в поврежденный участок мозга. Следующим этапом станет оценка безопасности технологии и изучение везикул, полученных из астроцитов человека, выращенных из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток.