Nadzieja dla sparaliżowanych. Bioaktywne cząsteczki naprawiły rdzeń kręgowy
Po podaniu jednego zastrzyku sparaliżowane myszy w ciągu czterech tygodni zaczęły chodzić. Wszystko dzięki bioaktywnym mikrocząsteczkom, które pobudzają neurony do naprawy, usuwają blizny po urazie, naprawiają osłonkę komórek nerwowych i poprawiają krążenie.
Naukowcy z Northwestern University opisali na łamach magazynu „Science” terapię, która — jak tłumaczą — wykorzystuje „tańczące cząsteczki”.
Badacze zauważyli szereg pozytywnych skutków już po jednokrotnym podaniu cząsteczek sparaliżowanym myszom. Zregenerowały się zniszczone wypustki neuronów (aksony), utrudniające naprawę blizny zostały w dużej mierze zredukowane, zregenerowała się otaczająca neurony osłonka mielinowa, wytworzyły się nowe naczynia krwionośne odżywiające nerwy i przeżyło więcej neuronów.
Kiedy cząsteczki wykonają swoje zadanie, rozpuszczają się w ciągu 12 tygodni, zmieniając się w substancje odżywcze.
„W naszym badaniu chcemy znaleźć terapię, która może zapobiegać paraliżowi po poważnym uszkodzeniu czy chorobie” – podkreśla kierujący pracami prof. Samuel I. Stupp.
„Przez całe dekady pozostawało to ogromnym wyzwaniem dla naukowców, ponieważ centralny układ nerwowy obejmujący mózg i rdzeń kręgowy nie ma większych zdolności do samonaprawy po urazie czy neurodegeneracyjnej chorobie. Zamierzamy zgłosić się do FDA z wnioskiem o zatwierdzenie tej metody do stosowania u ludzi, którzy dzisiaj nie
mają wielu opcji leczenia” — mówi badacz.
Naukowcy przypominają, że tylko 3 proc. osób z pełnym uszkodzeniem rdzenia odzyskuje podstawowe funkcje ruchowe.
Ok. 30 proc. chorych przynajmniej raz w roku trafia do szpitala, a ich oczekiwana długość życia jest znacznie obniżona i nie poprawiła się od lat 80-tych.
„Obecnie nie ma leków uruchamiających regenerację rdzenia kręgowego” — mówi prof. Stupp.
Dodał, że chciał on „odmienić skutki uszkodzeń rdzenia i zająć się tym problemem ze względu na możliwy wpływ na życie pacjentów. Co więcej, nowe odkrycia mogą mieć znaczenie także dla chorób neurodegeneracyjnych i udarów”.
Wstrzykiwane w miejsce uszkodzeń cząsteczki tworzę mikrowłókna, które naśladują tkankę otaczającą neurony. Umieszczone w nich cząsteczki „tańczą”, tzn. poruszają się w zgodzie z ruchem odpowiednich receptorów na powierzchni komórek nerwowych. W ten sposób mogą z tymi receptorami oddziaływać, co prowadzi do pobudzenia komórek do regeneracji.
„Główną nowością w naszym badaniu, której nigdy dotąd nie wprowadzono, jest kontrola kolektywnego ruchu ponad 100 tys. cząsteczek znajdujących się w mikrowłóknach. Przez
nakłonienie cząsteczek do ruchu, ’tańca’, a nawet czasowego wyskakiwania z tych struktur znanych jako supramolekularne polimery, są one zdolne do skuteczniejszego łączenia się z receptorami” — tłumaczy prof. Stupp.
Ruch cząsteczek okazał się także wspomagać reakcje z receptorami w badaniach in vitro, na komórkach ludzkich.
„Biorąc pod uwagę, że same komórki oraz ich receptory są w ciągłym ruchu, można sobie wyobrazić, że cząsteczki poruszające się szybciej napotkają więcej tych receptorów. Jeśli są powolne i nie tak ’towarzyskie’, mogą nigdy nie wejść w kontakt z receptorem” — wyjaśnia naukowiec.
Po przyłączeniu do receptora cząsteczki wywołują dwie kaskady sygnałów, z których obie są kluczowe dla regeneracji rdzenia. Jeden rodzaj sygnału powoduje odbudowę długich wypustek neuronów — aksonów niezbędnych do komunikacji między mózgiem i ciałem.
Drugi rodzaj — pomaga neuronom przetrwać po urazie, ponieważ pobudza towarzyszące im komórki do namnażania się oraz wspiera powstawanie nowych naczyń krwionośnych.
Terapia powoduje również odbudowę osłonki mielinowej otaczającej komórki nerwowe i zmniejsza blizny, które często stoją na przeszkodzie regeneracji.
„Użyte przez nas sygnały naśladują działanie naturalnych białek potrzebnych do uzyskania pożądanych biologicznych odpowiedzi. Jednak białka bardzo krótko żyją i są drogie w wytwarzaniu. Nasze syntetyczne cząsteczki sygnalizacyjne są krótkimi, zmodyfikowanymi peptydami, które, gdy łączą się tysiącami, przetrwają tygodnie, utrzymując biologiczną aktywność. Końcowym skutkiem jest dużo tańsza i działająca dłużej terapia” – mówi współautorka dokonania.
Według badaczy metoda to może pomagać po wypadkach i chorobach uszkadzających rdzeń, ale także może się okazać skuteczna w innych przypadkach.
„Tkanka centralnego układu nerwowego zregenerowana w rdzeniu przypomina tkanki niszczone w mózgu przez udar i choroby neurodegeneracyjne, np. ALS, chorobę Parkinsona czy Alzheimera” – podkreśla prof. Stupp.
„Do tego nasze podstawowe odkrycie odnośnie do kontrolowania ruchu cząsteczkowych konglomeratów, który nasila sygnalizację dla komórek, może być zastosowane bardziej uniwersalnie, na różnych biomedycznych celach” — twierdzi specjalista.
Więcej informacji na stronach:
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abh3602
https://news.northwestern.edu/stories/2021/11/dancing-molecules-successfully-repair-
severe-spinal-cord-injuries/
Pingback:Nadzieja dla sparaliżowanych. Bioaktywne cząsteczki naprawiły rdzeń kręgowy – Wiadomości ze świata