Ερευνητές της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου της Πενσυλβάνιας έχουν δημιουργήσει - σε μοντέλο τρωκτικών - έναν απολύτως νέο τρόπο κατασκευής δομών νευρικών κυττάρων, σε κυτταροκαλλιέργειες. Ίσως αυτή η έρευνα που βρίσκεται στα πρώτα της βήματα να αποτελέσει νέα μέθοδο θεραπείας τραυματισμένου ανθρώπινου νωτιαίου μυελού. Η μελέτη τους παρουσιάζεται στην επιστημονική επιθεώρηση Tissue Engineering. "Έχουμε δημιουργήσει ένα τρισδιάστατο νευρωνικό δίκτυο, ένα μίνι νευρικό σύστημα σε κυτταροκαλλιέργεια, που μπορεί να μεταμοσχευθεί μαζικά", εξηγεί Ντάγκλας Σμίθ, καθηγητής, στο Τμήμα της Νευροχειρουργικής και Διευθυντής του Κέντρου για Εγκεφαλικές Βλάβες.
Ερευνητές της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου της Πενσυλβάνιας έχουν δημιουργήσει - σε μοντέλο τρωκτικών - έναν απολύτως νέο τρόπο κατασκευής δομών νευρικών κυττάρων, σε κυτταροκαλλιέργειες. Ίσως αυτή η έρευνα που βρίσκεται στα πρώτα της βήματα να αποτελέσει νέα μέθοδο θεραπείας τραυματισμένου ανθρώπινου νωτιαίου μυελού. Η μελέτη τους παρουσιάζεται στην επιστημονική επιθεώρηση Tissue Engineering. "Έχουμε δημιουργήσει ένα τρισδιάστατο νευρωνικό δίκτυο, ένα μίνι νευρικό σύστημα σε κυτταροκαλλιέργεια, που μπορεί να μεταμοσχευθεί μαζικά", εξηγεί Ντάγκλας Σμίθ, καθηγητής, στο Τμήμα της Νευροχειρουργικής και Διευθυντής του Κέντρου για Εγκεφαλικές Βλάβες.
Σε προηγούμενες μελέτες, η ερευνητική ομάδα του Σμιθ είχε δείξει πώς θα μπορούσαν να παράγουν νευράξονες, τοποθετώντας νευρώνες από τα ραχιαία γάγγλια των αρουραίων σε πλαστικά πιάτα γεμάτα με θρεπτικό υλικό. Οι νευράξονες που βλάσταιναν από τους νευρίτες σε κάθε πιάτο, συνδέονταν μεταξύ τους. Στη συνέχεια τα πιάτα απομακρύνονταν αργά, με τη βοήθεια μηχανικού συστήματος ελεγχόμενου από υπολογιστή (όπως φαίνεται και στη διπλανή φωτογραφία).
Σε αυτήν την μελέτη, οι νευρώνες επιμηκύνθηκαν κατά 10mm σε περίπου επτά ημέρες, αφού είχαν ενσωματωθεί σε μήτρα κολλαγόνου (παρουσία παραγόντων αύξησης), επεκτάθηκαν με μορφή που μοιάζει με ζελατινώδη ρολό, και μετέπειτα εμφυτεύτηκαν σε ένα μοντέλο αρουραίων, με τραυματισμένο νωτιαίο μυελό. "Έτσι δημιουργείται, αυτό που εμείς ονομάζουμε 'κατασκευασμένος νευρικός ιστός'. Έχουμε σχεδιάσει μια γεωμετρική διάταξη που προσομοιάζει με την επιμήκη διάταξη του νωτιαίου μυελού, πριν τον τραυματισμό του. Οι μακριές δέσμες των νευριτών σχηματίζουν δύο πληθυσμούς νευρώνων, κι αυτοί μπορούν να δημιουργήσουν νευρωνικές δομές και προς τις δύο κατευθύνσεις, "γεμίζοντας" το χώρο μεταξύ του τραυματισμένου νωτιαίου μυελού και του μοσχεύματος", επισημαίνει ο Σμιθ. Μετά από την τεσσάρων εβδομάδων περίοδο μελέτης, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι διατηρήθηκε η γεωμετρία του κατασκευάσματος και πως οι νευρώνες και στις δύο άκρες και όλοι οι νευράξονες που συνδέουν αυτούς τους νευρώνες, επέζησαν της μεταμόσχευσης. Οι μελλοντικές μελέτες θα μετρήσουν τη νευρωνική ηλεκτρική αγωγιμότητα κατά μήκος της πρόσφατα κατασκευασμένης διασύνδεσης, καθώς και την αποκατάσταση της μηχανικής δραστηριότητας.
"Η σημαντική είδηση, αν κι υπάρχει αρκετή έρευνα που πρέπει να γίνει ακόμα, είναι πως το κατασκεύασμα επιβιώνει κι ενσωματώνεται στον ιστό του μοσχεύματος", επισημαίνει ο Σμιθ. "Θεωρούμε πως πρόκειται για πολλά υποσχόμενη τεχνική, προκειμένου να γεφυρωθούν τα μεγάλα νωτιαία τραύματα που είναι συνηθισμένα σε ανθρώπους με τραυματισμένο νωτιαίο μυελό. Τώρα πρέπει να εξετάσουμε εάν τα μεταμοσχευμένα κατασκευάσματα επιτρέπουν τη μεταβίβαση των ηλεκτρικών σημάτων, καθώς επίσης να αναπτύξουμε και να μελετήσουμε ένα νέο ζωικό μοντέλο για να διαπιστώσουμε αν η νέα τεχνική βελτιώνει τη λειτουργικότητα", καταλήγει ο Σμιθ.
Long-Term Survival and Outgrowth of Mechanically Engineered Nervous Tissue Constructs Implanted Into Spinal Cord Lesions (αρχείο σε μορφή .pdf)
Douglas Smith, M.D.
Center for Brain Injury and Repair
University of Pennsylvania, School of Medicine
