211service.com
Hjärnläkande nanoteknik
Även om offer för stroke och traumatiska hjärn- och ryggmärgsskador ibland återhämtar sig genom rehabilitering, har de ofta permanenta funktionsnedsättningar, delvis på grund av att ärrvävnad och regulatoriska kemikalier i hjärnan bromsar nervtillväxten, vilket hindrar nervvävnaden från att reparera sig själv. Nu verkar en behandling som har återställt förlorad syn hos försöksdjur övervinna dessa hinder, vilket gör att en massa nervceller kan växa ut igen efter att ha blivit skurna.
Vi tror att detta är grunden för rekonstruktiv hjärnkirurgi – vilket är något som ingen någonsin hört talas om tidigare, säger Rutledge Ellis-Behnke, forskare i projektet och forskare inom hjärn- och kognitionsvetenskap vid MIT.
Behandlingen, som beskrivs online den här veckan i Proceedings of the National Academy of Sciences och utförd vid MIT, Hong Kong University och Fourth Military Medical University i Kina, kan vara tillgänglig för människor i försök om så lite som tre år om allt går bra i studier med stora djur, säger forskarna.
I sina experiment skar forskarna först in i en hjärnstruktur som förmedlar synsignaler, vilket gjorde att de små försöksdjuren blev förblindade på ena ögat. De injicerade sedan en klar vätska innehållande kedjor av aminosyror i det skadade området. Väl i hjärnans miljö binder dessa kedjor, kallade peptider, till varandra och samlas till fibrer i nanoskala som överbryggar gapet som skadan lämnat. Nätverket av fibrer förhindrar att ärrvävnad bildas och kan också uppmuntra celltillväxt (forskarna undersöker fortfarande de inblandade mekanismerna).
Som ett resultat återställde nervceller avbrutna förbindelser, vilket gjorde att 75 procent av djuren kunde se tillräckligt bra för att upptäcka och vända sig mot mat. Behandlingen återställde cirka 30 000 nervförbindelser, jämfört med 25-30 kopplingar som möjliggjordes i andra experimentella behandlingar, säger Ellis-Behnke.
Eftersom behandlingen övervinner viktiga hinder för läkning av nervvävnad vid stroke och traumatisk hjärn- och ryggmärgsskada, tror forskarna, liksom andra experter på området, att det kan visa sig vara en effektiv behandling för dessa typer av skador på nervsystemet. .
De presenterade uppgifterna är nästan för bra för att vara sanna, säger Wolfram Tetzlaff, professor och biträdande direktör för International Collaboration on Repair Discoveries ( ICORD ) vid University of British Columbia. Sett till nominellt värde är dessa fynd helt enkelt spektakulära och kan bli en mycket användbar kombination med andra regenereringsstrategier, säger han. Framtida studier kommer att visa hur dessa data kommer att hålla. Sådana studier bör utformas för att avgöra om behandlingen fungerar med en mängd olika hjärnskador, inte bara de knivskärningar som studerats hittills, säger Tetzlaff.
Framgången med behandlingen är något överraskande, eftersom de kemikalier som stimulerar nervtillväxt och stamceller som används i annan forskning om nervvävnadsregenerering inte användes här. De använde bara peptiderna och cellerna återansluter till målet, och sedan kan det funktionella beteendet ses hos djuren – det är fantastiskt för mig, säger Tat Fong Ng, en utredare vid Harvard-anslutna Schepens Eye Research Institute i Boston.
Ng undrar om tillsats av sådana kemikalier och celler till behandlingen kan påskynda tillväxten, kanske göra det möjligt att återansluta avlägsna delar av hjärnan åtskilda av en skada, till exempel vid en stroke. Forskarna säger att detta kan göras genom att bilda en väg genom ett skadat område med minimalt invasiv kirurgi och injicera aminosyrakedjorna, som sedan sätts ihop i fibrerna. Kanalen skulle både tillåta nervceller att växa och leda dem till rätt område.
Hittills har nanofiberbehandlingen inte orsakat några problem, såsom inflammation eller ansamling av fibrer, hos små djur. Under några veckor bryts fibrerna ner och lämnar kroppen i urinen. Som byggstenar för proteiner kan aminosyrorna till och med användas för tillväxt av nya celler, säger forskarna. Dessutom, eftersom fibrerna är gjorda av naturliga aminosyror som kroppen kan använda, är forskarna optimistiska om att ingen reaktion mot dem kommer att inträffa i studier med stora djur och människor.
Ed Tehovnik, en neuroforskare vid MIT som inte var involverad i arbetet, säger att det har ganska mycket lovande och tillägger att det kanske bara är början. Det kan finnas andra typer av nano-agenter som [MIT-forskarna] utvecklar som kan främja tillväxt ännu bättre. Jag ser detta som början, inte slutet, vilket är bra.
Bild på hemsidan med tillstånd av National Academy of Sciences. Bildtext: Återväxt av nervceller (i grönt) visar ett skadat område i hjärnan som har reparerats.