Nowe organoidy rdzenia kręgowego umożliwiają badanie regeneracji nerwów w ludzkiej tkance. To krok w stronę testowania terapii, które wcześniej sprawdzano tylko na zwierzętach.
Badanie opublikowane w Nature Biochemical Engineering ujawniło, że organoidy - miniaturowe wersje narządów stworzone z ludzkich komórek macierzystych - potrafią wiernie odtwarzać reakcję rdzenia kręgowego na uszkodzenia.
REKLAMA
REKLAMA
Samo wytworzenie takich organoidów stanowiło istotny przełom w badaniach nad rdzeniem, jednak sprawdzenie na nich wcześniej opracowanej terapii nadało eksperymentowi praktycznie nowy wymiar.
Naukowcy z Northwestern University określili opracowane przez siebie nerwy jako "dotychczas najbardziej zaawansowane modele”.
Organoidy nie służą tylko jako strukturalne modele, a dokładnie odzwierciedlają zmiany zachodzące po urazie, w tym śmierć komórek, stan zapalny i tworzenie się tkanki bliznowatej, znanej jako bliznowacenie glejowe.
Ta tkanka utrudnia regenerację nerwów zarówno fizycznie, jak i chemicznie.
Rdzeń kręgowy należy do najtrudniejszych struktur w układzie nerwowym.
W odróżnieniu od niektórych płazów i jaszczurek, ludzie nie posiadają naturalnego mechanizmu regeneracji.
Niektóre techniki medyczne pozwalają jedynie częściowo przywrócić ruch dzięki obejściu uszkodzeń, ale nie dają całkowitego wyleczenia.
Organoidy umożliwiają testowanie terapii bezpośrednio na ludzkiej tkance, szybciej i bez dylematów etycznych związanych z badaniami na zwierzętach.
Są też lepszym odwzorowaniem ludzkiego rdzenia niż modele gryzoniowe, które ewoluowały w zupełnie innych warunkach.
Jak działają "tańczące cząsteczki" ?
Skuteczne leczenie urazów rdzenia kręgowego jest pilnie potrzebne.
Co roku od 250 tys. do 500 tys. osób doznaje nowych uszkodzeń.
Jednym z najbardziej obiecujących rozwiązań są "tańczące cząsteczki" - żel z nanowłókien.
Po wstrzyknięciu w miejsce urazu cząsteczki tworzą rusztowanie żelowe, które wysyła sygnały stymulujące komórki do naprawy.
Następnie rozkładają się na składniki odżywcze, które komórki mogą wchłonąć.
Badania na myszach wykazały, że pojedyncze wstrzyknięcie 24 godziny po urazie może szybko przywrócić ruch u osób sparaliżowanych.
W najnowszych eksperymentach zespół przygotował dwa typy urazów organoidów: jeden symulował ranę kłutą, a drugi wypadek samochodowy.
Po zastosowaniu cząsteczek blizny glejowe zmniejszyły się, a wyrostki nerwowe zaczęły rosnąć w uporządkowany sposób, przypominający regenerację aksonów u zwierząt.
Twórca terapii profesor Samuel Staub, podkreśla:
"Poza badaniami klinicznymi nie ma innego sposobu, aby przetestować leczenie w ludzkiej tkance w tak bezpośredni sposób".
Wyniki zwiększają nadzieję na sukces w leczeniu ludzi.
Bardziej realistyczny model i szersze horyzonty
Organoidy Northwestern są większe i bardziej wyrafinowane niż wcześniejsze modele.
Po czterech miesiącach osiągają średnicę około 3 milimetrów.
Po raz pierwszy uwzględniają mikroglej - komórki odpornościowe układu nerwowego, które odgrywają kluczową rolę w stanach zapalnych i bliznowaceniu.
Dzięki temu model jest bardziej realistyczny.
Naukowcy pracują teraz nad jeszcze bardziej skomplikowanymi organoidami, dodają naczynia krwionośne i symulują stare urazy, by terapia była skuteczna także u osób z wcześniejszymi uszkodzeniami, a nie tylko u tych leczonych tuż po wypadku.
Ambicje zespołu wykraczają poza rdzeń kręgowy.
Podobne modele mogą być używane do badania urazowych uszkodzeń mózgu (TBI), otwierając drogę do nowych terapii w neurologii.