Mozek je nejsložitějším a špatně studovaným orgánem. Nejmenší porušení v něm může zneškodnit celou osobu, vypnout vědomí. Je možné pro poškozený mozek vytvořit „protézu“? Moderní medicína zatím takový úkol nedokáže, ale vědci se již tímto směrem snaží něco udělat.
Umělá paměť
Část mozku zvaná hippocampus řídí naše vzpomínky. Pokud je poškozen, pak si osoba nemůže dlouho zapamatovat informace. Hippocampus je ohrožen nejen zraněním, ale také různými neurologickými poruchami, například epilepsií, depresí, Alzheimerovou chorobou.
Od roku 2012 vyvíjí skupina amerických vědců vedená Theodorem Bergerem zařízení, které nahrazuje poškozenou část hippocampu. Je to čip se dvěma sadami elektrod, který zaznamenává krátkodobé paměti. Pomocí první sady elektrod jsou elektrické impulzy z hippocampu posílány na čip a odtud do počítače. Převádí data do dlouhodobých vzpomínek a odešle je do druhé sady elektrod, implantovaných do zdravé části hippocampu.
Umělý hippocampus byl testován na potkanech. Zvířatům byla injekčně podána látka, která narušuje dlouhodobou paměť, poté byl připojen čip a byla testována jejich schopnost zapamatovat si informace. Ukázalo se, že implantáty jsou účinné. Podle Bergerovy skupiny byly podobné experimenty prováděny na opicích a dokonce na pacientech s epilepsií. V lidském mozku je samozřejmě příliš mnoho neuronů a spojení mezi nimi, takže je příliš brzy mluvit o léčbě lidí. Vědci přesto hodlají uvést implantát na trh, pro který vytvořili spouštěcí jádro, které vedl Berger.
Záchranná klec
Propagační video:
V důsledku zranění a nemocí jsou přerušeny spojení v nervových sítích a funkce, které poškozené části mozku vykonávají, jsou ztraceny. V některých případech je tělo schopné obnovit spojení mezi neurony samo o sobě, potřebuje pouze rámec, na kterém budou růst nové tkáně.
Přírodní kostra pro růst tkání v těle je extracelulární matrice. Působí také jako bariéra mezi buňkami a krví, ukládá biologicky aktivní molekuly produkované buňkami v něm obsaženými, zajišťuje přísun živin a kyslíku do buněk a odstraňuje odpadní produkty. Neúspěch ve fungování extracelulární matrice vede k neurodegenerativním onemocněním, jako je Alzheimerova a Parkinsonova choroba, ak různým formám demence. Nový rámec by mohl zmírnit stav pacienta a dokonce ho vyléčit.
Lékaři z první moskevské státní lékařské univerzity pojmenované po IM Sechenově a Národním lékařském výzkumném středisku pro zdraví dětí, společně s fyziky z Ústavu fotonických technologií Federálního výzkumného centra "Krystalografie a fotonika", se rozhodli vytvořit protézu extracelulární matrice pro mozek. Projekt podpořila Ruská vědecká nadace.
„Náš výzkumný cyklus je věnován vývoji trojrozměrných umělých materiálů, analogů extracelulární matrice vyrobené z polymerů. Opakují mechanické vlastnosti mozku, podporují růst a dělení buněk. Vytvořené struktury budou schopny napodobit ztracenou mezibuněčnou matrici nervové tkáně a přispět k její obnově, “říká Petr Timashev, vedoucí výzkumný pracovník Ústavu fotonických technologií, ředitel Ústavu regenerativní medicíny první moskevské Státní lékařské univerzity pojmenovaný po I. M. Sechenově, laureát ceny Moskevské vlády.
Štěp se již podrobuje klinickým zkouškám na laboratorních zvířatech. Vědci odebrali mozkovou tkáň z myši a transplantovali ji na polymerní matrici napodobující extracelulární matrici. Když tkáně rostly na matrici, vědci byli přesvědčeni, že neurony si vyměňují elektrochemické impulsy. To znamená, že neurotransmitery v tkáních - látky, které přenášejí elektrochemické impulsy mezi neurony - úspěšně plní svou funkci.
Takto se buňky myší hippocampu transplantovaly na polymerní matrici v 10. den vývoje / Ústav regenerativní medicíny první moskevské Státní lékařské univerzity pojmenovaný po JIM. Sechenova, Ústav fotonických technologií, Výzkumné centrum Krystalografie a fotonika, Ruská akademie věd, Petr Timashev.
Nyní autoři vývoje hodlají zhodnotit, jak je „protéza“absorbována uvnitř živého organismu, když tkáně rostou a přestavují se. Kromě toho budou biologové muset studovat reakci okolních tkání na implantovatelné struktury a zabránit odmítnutí matrice.
Umělá extracelulární matrice je užitečná nejen pro mozek, ale také pro obnovení integrity tkání muskuloskeletálního systému, epiteliální výstelky, například v močové trubici, gastrointestinálním traktu, stejně jako pro kožní léze. Pro rekonstrukční chirurgii vědci vyvíjejí analogy kostní tkáně, vaskulární protézy, destičky založené na extracelulární matrici.