Biologická kyslíková nádrž pre kmeňové bunky podporuje obnovu mozgového tkaniva
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 13. 3. 2023
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Mnohí výskumníci sa snažia o vývoj biotechnológií v oblasti regenerácie poškodeného tkaniva v dôsledku poranenia mozgu, ako je mŕtvica. No jednou z mnohých prekážok úspechu biotechnológie kmeňových buniek je udržiavanie buniek nažive dostatočne dlho na to, aby mohli začať pracovať.
Slabý prísun kyslíka a nedostatok vaskulárnej siete okolo poraneného mozgového tkaniva zvyčajne vedie k vysokej miere bunkovej smrti, okrem iných problémov, pri injekčných biometrických hydrogélových terapiách. Teraz austrálski vedci vytvorili hybridný hydrogél, ktorý nielenže dodáva bunky potrebné na opravu tkaniva, ale poskytuje aj prísun kyslíka, aby mali najlepšiu šancu usadiť sa na mieste.
„Po zranení, ako je mŕtvica, je v mozgu mŕtva oblasť vrátane krvného systému,“ vysvetlil David Nisbet, profesor a riaditeľ Inštitútu pre biomedicínske inžinierstvo Graeme Clarka na Melbournskej univerzite. „Takže potrebujeme dočasný prísun krvi na podporu buniek, kým sa krvný systém neopraví“.
Hybridný gél na vodnej báze, vyvinutý v priebehu piatich rokov tímom pod vedením Nisbeta a profesora Austrálskej národnej univerzity Colina Jacksona, obsahuje syntetický proteín na báze myoglobínu. Ten poskytuje nepretržité uvoľňovanie kyslíka potrebné na prežitie sprievodných kmeňových buniek aby sa vyvinulo do špecializovaných buniek.
Myoglobín je prirodzený proteín vo svalovom tkanive, ktorý ukladá a rozptyľuje kyslík cez bunky. Tím sa zameral na jeho vysokú prevalenciu u hlboko potápajúcich sa cicavcov, ako sú spermie veľryby, ktorých fyziológia a správanie vyžadujú trvalé uvoľňovanie kyslíka.
„Zistili sme, že nové tkanivo by sa mohlo stimulovať podobným spôsobom ako zdravé mozgové tkanivo, čo poskytuje prvý dôkaz o výhodách zahrnutia dodávky kyslíka do hydrogélu na dosiahnutie dlhodobého prežitia a integrácie transplantácií kmeňových buniek,“ povedala profesorka Clare Parishová z Melbournskej univerzity.
V klinických štúdiách s myšami hydrogél pomohol uľahčiť prežitie väčšieho počtu buniek, pričom preukázal zlepšené oblasti mozgového tkaniva po štyroch týždňoch a má veľký potenciál na replikáciu v štúdiách na ľuďoch. Nižšie obrázky dvoch prierezov ilustrujú znateľné zníženie poškodeného (tmavšieho) tkaniva po rovnakom časovom období v mozgu myší, ktoré dostali myoglobínový hybridný gél.
„Videli sme, že hydrogél obsahujúci myoglobín a kmeňové bunky opravili poranené mozgové tkanivo,“ povedala Parishová. „Analýza 28 dní po dodaní hydrogélu odhalila výrazne lepšie prežitie a rast nových kmeňových buniek, ktoré sú potrebné pre zdravé fungovanie mozgu, v porovnaní s hydrogélom bez myoglobínu“.
Zatiaľ čo štúdia poukazuje na obmedzenia technológií transplantácie buniek, ako je zlá miera prežitia buniek vo veľkých štepoch, degradácia buniek a difúzia mimo ohniska, vedci sa domnievajú, že ich prielom ponúka veľa priestoru na vývoj účinných terapií.
Štúdia bola nedávno publikovaná v magazíne Nature Communications.
