Полімерна підкладка збільшила приживлюваність нейронів у мозку в 38 разів

Американські вчені розробили технологію, що дозволяє збільшити зростання і підвищити приживлюваність нейронів, вирощених зі стовбурових клітин і введених в мозок мишей. Результати дослідження опубліковані в .Біополімери на основі амінокислот були сконструйовані для біомедичних досліджень. Раніше вчені з'ясували, що тривимірна підкладка, зроблена з біополімерних волокон на основі амінокислоти тирозину, підтримує зростання, самовідновлення і спрямовану диференціацію людських ембріональних стовбурових клітин. У біополімерному субстраті клітини стають менш рухливими, тому організація клітинної колонії змінюється і взаємодія між клітинами поліпшується. Автори роботи диференціювали людські індуковані плюрипотентні стовбурові клітини в клітини нейронів, при цьому вони вирощували клітинні культури на тривимірних підкладках («товстою» і «тонкою») з різною товщиною полімерних волокон (3,2 і 1,25 мікрометрів відповідно) і відстанню між ними. "Оптимальний розмір пір повинен бути досить великий, щоб вони дозволяли клітинам розвиватися всередині підкладки, але при цьому досить маленький, щоб дозрілі нейрони" відчували "присутність сусідніх клітин і вирощували нервові відростки, встановлюючи контакт між ними. Такий контакт збільшує виживаність клітин і дозволяє їм дозрівати до повноцінних нейронів, які здатні передавати електричний сигнал по всій зростаючій нейронній мережі ", - пояснює один з авторів дослідження, професор університету Ратгера Прабхас Могхе (Prabhas Moghe). Згідно з гіпотезою дослідників, на «товстій» підкладці, за рахунок проникнення клітинної культури вглиб субстрату і кращої взаємодії стовбурових клітин між собою, зростання клітин буде кращим і відсоток дозрілих нейронів буде вище. У той час як у «тонкої» підкладки відстань між волокнами занадто велика і клітини не зможуть проникати всередину полімерної тканини. Як контроль вчені використовували двомірну біополімерну плівку. Як і припускали вчені, на «товстій» біополімерній підкладці зросло більше життєздатних і дозрілих нейронів. 65 відсотків клітин, вирощених на «товстій» тривимірній підкладці виробляли білки, необхідні для зростання нервових відростків. Для «тонкої» підкладки показник був нижче - 50 відсотків, і тільки 40 відсотків клітин, вирощених на контрольній підкладці дозріли і виявилися здатні синтезувати необхідні для зростання білки. Щоб з'ясувати, як вирощені нейрони будуть приживатися в мозковій тканині, автори дослідження робили ін'єкції нейронів на полімерній підкладці, і окремих нейронів, вирощених як клітинна культура, в смугасте тіло (відділ мозку) мишей. Через три тижні після ін'єкції вчені перевірили виживання нейронів. Виявилося, що вижило 5,75 відсотка нейронів, вирощених і введених в мозок разом з полімерною підкладкою, що в 38 разів вище, ніж виживаність (0,15 відсотка) окремих нейронів. Дослідники вважають, що представлена технологія дозволить розробити метод лікування нейродегенеративних хвороб, зокрема хвороби Паркінсона. Смугасте тіло - входить в структуру кінцевого мозку (переднього відділу головного мозку). Воно називається так тому, що на фронтальних і горизонтальних перерізах головного мозку виглядає як черговані смуги сірої і білої речовини. Смугасте тіло регулює м'язовий тонус, бере участь у регуляції роботи внутрішніх органів, у формуванні умовних рефлексів. При розвитку невиліковної хвороби Паркінсона, яка характеризується м'язовою ригідністю, мимовільним тремтінням (тремором) кінцівок і погіршенням рухової активності, рухові нейрони смугастого тіла гинуть.