Из-за травм и болезней связи в нейронных сетях рвутся, и функции, которые выполняли поврежденные участки мозга, утрачиваются. В некоторых случаях организм способен сам восстановить связи между нейронами, ему только нужен каркас, на котором вырастут новые ткани.
Это руль в нашем мозге выполняет внеклеточный матрикс.
Он выступает барьером между клетками и кровью, обеспечивая приток к
клеткам кислорода и питательных веществ, удаляет отходы деятельности.
Сбой в функционировании внеклеточного матрикса приводит
к нейродегенеративным заболеваниям, таким как болезни Альцгеймера
и Паркинсона, различным формам деменции. Новый каркас мог бы облегчить
состояние больного и даже его вылечить.
Создать протез внеклеточного матрикса для мозга решили врачи из Первого МГМУ имени И. М. Сеченова и Национального медицинского исследовательского центра здоровья детей вместе с физиками из Института фотонных технологий ФНИЦ "Кристаллография и фотоника". Проект поддержал Российский научный фонд.
"Цикл наших исследований посвящен разработке трехмерных искусственных материалов, аналогов внеклеточного матрикса из полимеров. Они повторяют механические свойства головного мозга, поддерживают рост и деление клеток. Создаваемые конструкции смогут имитировать утраченный межклеточный матрикс нервной ткани и способствовать ее восстановлению", — рассказывает Петр Тимашев, директор Института регенеративной медицины Первого МГМУ имени И. М. Сеченова, лауреат премии правительства Москвы.
Трансплантат уже проходит исследование, пока на лабораторных животных. Исследователи взяли полимерную структуру, моделирующую внеклеточный матрикс и высадили на нем культуру клеток мозга мыши. Когда на матрице наросли клетки мозга, заготовку под протез подвергли исследованиям. Выяснилось, что нейроны обмениваются электрохимическими импульсами. То есть находящиеся в тканях нейротрансмиттеры — вещества, передающие электрохимические импульсы между нейронами, — успешно выполняют свою функцию.
Сейчас ученые исследуют, насколько полимерная структура удачно рассасывается в организме мыши и не произойдет ли отторжения искусственного матрикса другими тканями.
Искусственный внеклеточный матрикс пригодится не только для мозга,
но и для восстановления целостности тканей опорно-двигательного
аппарата, эпителиальных выстилок, например, в уретре, ЖКТ, а также
при повреждениях кожи. Для реконструктивной хирургии ученые
разрабатывают аналоги костной ткани, сосудистые протезы, пластины
на основе внеклеточного матрикса.