Исследователи Медицинского Центра при Университете в Пенсильвании смогли вырастить нервные клетки, или нейроны, растягивая их и используя в качестве средств соединения поврежденных областей нервной системы.
Используя механическое устройство, чтобы медленно тянуть связанные нейроны друг от друга, исследователи обнаружили, что нервные волокна, названные аксонами, увеличиваются больше в ответ на напряжение.
Кроме того, исследователи вырастили эти удлинившиеся нервные волокна, готовые для пересадки, непосредственно в мембране. Информация об этом открытии публикуется в апрельском издании Tissue Engineering.
Согласно Douglas Smith (Смит), доктору медицины, ведущему исследователю проекта и адъюнкт-профессору в отделе Нейрохирургии, большинство исследований изучали рост аксона с точки зрения того, как аксоны прорастают из одного нейрона и подключаются к другому. Но есть важная форма роста аксона, которая была проигнорирована - рост аксонов с точки зрения роста целого организма. Растяжение, подобное тому, как нервные клетки растут при развитии детей, как у них увеличиваются аксоны.
Эти сведения, которые получены из наблюдений Смита за реакцией нейронов на среду, также представляют направление метода восстановления нервных магистралей при повреждениях спинного мозга путем соединения поврежденных участков ткани.
Один такой метод должен создать мостик через поврежденную область, затем использовать соответствующие химические препараты, чтобы аксоны росли из одного конца повреждения и соединялись с жизнеспособной нервной тканью на другой стороне.
Пока эти попытки ограничились успехом в лаборатории. Но были трудности при работе на живых клетках, так как врожденная способность организма - останавливать рост отростка нейрона.
Согласно Смиту, как только нервная система будет сформирована, дальнейший рост отростка мог бы вызвать массовую неразбериху, поэтому организм активно производит химические вещества, которые останавливают рост аксона.
Это было естественной способностью аксонов, которые были уже связаны, чтобы вырасти в течение жизни, и которая дала исследователям идею растягивать аксоны.
Смит и его коллеги начинали с группы нейронов, выращенных в культуре через две мембраны. Используя двигатель, который мог бы функционировать с точными приращениями, они разделили две мембраны на несколько тысячных сантиметра каждая за несколько минут. Небольшое расстояние на уровне человека, но в высшей степени большое расстояние на клеточном уровне.
В конечном счете, как они описывают это в журнале Tissue Engineering, они смогли растянуть нейрон на целый сантиметр. Смит, тем не менее, не смог найти никакую физиологическую причину того, почему они не могли бы растянуть его и больше.
Ученые верят в это, так как давление прикладывается к аксону, а аксон начинает добавлять в ответ клетки в свой собственный внутренний скелет.
Во время этих экспериментов Смит обратил внимание на другой любопытный феномен. Он увидел, что вытянутые, увеличенные нейроны могли бы действительно организоваться сами в пучки, нервные волокна формировали тысячи аксонов и эти пучки постепенно превращались в ровные большие тракты.
Соответственно, эти большие тракты могли бы послужить в качестве моста через поврежденную ткань, соединяя любые стороны и пропуская нервный сигнал. Фактически, исследователи должны, вероятно, не модифицировать растянутые нейроны перед пересаживанием - организм легко поглощает мембраны, использованные в процессе растяжения.
Как и при всех стратегиях, при соединении мостом разрушений нервных тканей, Смит надеется, что собственная врожденная способность нейрона соединяться допустит трансплантацию мостов из аксонов и восстановление поврежденной нервной ткани.
Дополнительно к ремонту спинного мозга, Смит надеется, что использование удлиненных культур из аксона как мостов возможно и для других типов нервных повреждений, влияющих на длинные тракты аксона, включая разрушение зрительного нерва и периферийных нервов.
Смит допускает, что сама идея может казаться подобной подтягиванию, но ученые находятся только в начале изучения, которое может быть удовлетворено этим понятием.
Возврат к меню