Источник фото: ScienceDaily
Инженеры-биомедики 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 условия для ее восстановления. Результаты исследования опубликованы в журнале Cell Biomaterials.
Ишемический инсульт возникает при закупорке кровотока в части мозга тромбом. Экстренная терапия позволяет восстановить кровообращение и сохранить еще жизнеспособные клетки, однако погибшую ткань вернуть таким способом невозможно. При тяжелом поражении на ее месте образуется полость, а реабилитация помогает оставшимся нейронным связям адаптироваться, но не восстанавливает поврежденный участок напрямую.
В основе разработки лежит каркас из микропористых гидрогелевых частиц. После введения в поврежденную область они формируют пористую структуру, в которую могут проникать клетки. Ученые закрепили на поверхности частиц внеклеточные везикулы, полученные из астроцитов — клеток мозга, участвующих в реакции на повреждение.
Такой подход помог удерживать сигналы восстановления внутри каркаса и привлекать иммунные клетки. Наиболее заметный эффект дала комбинация сигнальных молекул IL-4 и C1q: она способствовала появлению в зоне повреждения макрофагов и нейтрофилов. Снижение числа нейтрофилов приводило к ухудшению образования сосудов и перестройки каркаса, что указывает на их возможную роль в восстановлении тканей на поздних этапах.
В обработанной области у мышей формировались новые кровеносные сосуды, а также увеличивалось число аксонных волокон внутри и вокруг поврежденного участка. Животные с оптимизированным каркасом лучше проходили тест на движение по решетке, оценивающий постановку передних лап. Через восемь недель их показатели статистически не отличались от результатов здоровых мышей и сохранялись до завершения наблюдений.
Разработка пока находится на доклинической стадии и испытана только на мышиных моделях. Внеклеточные везикулы без гидрогелевого каркаса не дали сопоставимого эффекта, в том числе при восстановлении сосудов. Следующим этапом станет проверка безопасности метода и его эффективности на более крупных моделях, а также изучение везикул, полученных из астроцитов человека.
