Zabudnuté heslo?
Prihlásenie

„Tancujúce molekuly“ umožnili paralyzovaným myšiam opäť chodiť

Autor:
Roman Mališka
Zverejnené:
18. 11. 2021
Hodnotenie:
Už ste hlasovali.

Poranenia miechy vedú k ťažkostiam pri chôdzi alebo až k úplnej paralýze končatín. V novej prelomovej štúdii vedci z Northwesternskej univerzity vyvinuli gél obsahujúci takzvané „tancujúce molekuly“, ktoré umožnili paralyzovaným myšiam opäť chodiť štyri týždne po podaní jedinej injekcie.

Neuróny v chrbtici prenášajú signály medzi mozgom a svalmi, takže ich poškodenie môže sťažiť alebo znemožniť aj jednoduché pohyby. Aby toho nebolo málo, centrálny nervový systém má veľmi obmedzenú schopnosť sa opraviť, čo znamená, že paralýza je často trvalá.

Nová štúdia uvádza prelomovú terapiu, ktorá podľa tímu vedcov z Northwesternskej univerzity dokázala napraviť škody piatimi hlavnými spôsobmi. Regenerovala axóny, výrazne znížila tvorbu jazvového tkaniva, doplnila izolačnú myelínovú vrstvu okolo axónov, zvýšila produkciu krvných ciev a zvýšila počet motorických neurónov, ktoré prežili zranenie.

Počas testov na laboratórnych myšiach boli pritom výsledky terapie veľmi sľubné. Liečba bola podaná ako jedna injekcia tekutiny obsahujúcej dva typy modifikovaných peptidov a len o štyri týždne neskôr boli paralyzované myši opäť schopné chodiť.

Tím hovorí, že liečba funguje, pretože tieto peptidy spúšťajú kaskádové signály, ktoré pomáhajú opraviť miechu. Jeden peptid vysiela signál, ktorý regeneruje axóny, zatiaľ čo druhý znižuje zjazvenie a podporuje opätovný rast krvných ciev a myelínu.

Po podaní injekcie vznikne z gélu štruktúra nanovlákien, ktorá napodobňuje extracelulárnu matricu obklopujúcu miechu. To umožňuje, aby peptidy mohli vykonávať svoju prácu oveľa dlhšie, kým sa gél po približne 12 týždňoch biologicky degraduje.

Molekulový model novej injekčnej matrice z nanovlákien obsahujúcej zhluky dvoch peptidov (zelený a oranžový), ktoré spúšťajú kaskádové signály na opravu poškodenia miechy.

„Signály použité v štúdii napodobňujú prirodzené proteíny, ktoré sú potrebné na vyvolanie požadovaných biologických reakcií,“ hovorí Zaida Álvarez, prvá autorka štúdie. „Proteíny však majú extrémne krátky polčas rozpadu a ich výroba je drahá. Naše syntetické signály sú krátke, modifikované peptidy, ktoré – keď sa spoja po tisícoch – prežijú týždne, aby dodali bioaktivitu. Konečným výsledkom je terapia, ktorej výroba je lacnejšia a trvá oveľa dlhšie.“

No kľúčovým prielomom podľa tímu je to, že gélová matrica umožňuje molekulám pohybovať sa tak, aby našli správne receptory v bunkách. Je zaujímavé, že liečba preukázala vyššiu účinnosť u myší, ktoré dostávali liečbu mobilnejšími molekulami. Podobné výsledky boli pozorované v kultivovaných ľudských bunkách.

„Receptory v neurónoch a iných bunkách sa neustále pohybujú,“ hovorí Samuel Stupp, hlavný autor štúdie. „Kľúčovou inováciou v našom výskume, ktorá sa nikdy predtým neuskutočnila, je riadenie spoločného pohybu viac ako 100 000 molekúl v rámci našich nanovlákien. Tým, že sa molekuly pohybujú, „tancujú“ alebo dokonca dočasne vyskočia z týchto štruktúr, známych ako supramolekulárne polyméry, sa dokážu efektívnejšie spojiť s receptormi.“

Tím hovorí, že terapia by sa mohla spočiatku použiť na prevenciu paralýzy u pacientov po veľkých traumách, ako sú pády, športové zranenia alebo dopravné nehody. Dala by sa použiť aj na rad iných chorôb. Vedci tvrdia, že už plánujú predstaviť novú liečbu americkej FDA (Úrad pre kontrolu potravín a liečiv), aby sa začal proces schvaľovania na použitie u ľudí.

Výskum bol publikovaný v časopise Science.