Istraživači iz Bohuma i Dortmunda stvorili su veštačko ćelijsko okruženje koje bi moglo da podstakne regeneraciju nerava. Obično se povrede mozga ili kičmene moždine ne leče lako zbog formiranja šupljina ispunjenih tečnošću i ožiljaka koji sprečavaju regeneraciju tkiva.
Jedna polazna tačka za medicinska istraživanja je stoga da se šupljine popune supstancom koja nudi nervnim matičnim ćelijama optimalne uslove za proliferaciju i diferencijaciju. Tim sa Univerziteta Rur u Bohumu i Univerziteta TU Dortmund, oba u Nemačkoj, pokazao je da pozitivno naelektrisani hidrogelovi mogu promovisati opstanak i rast matičnih ćelija.
Dr Kristin Glocbah i profesor Andreas Fajsner sa Odeljenja za ćelijsku morfologiju i molekularnu neurobiologiju u Bohumu sarađivali su sa profesorom Ralfom Veberskirhom i dr Nilsom Štamom sa Fakulteta za hemiju i hemijsku biologiju Univerziteta TU Dortmund. Oni opisuju nalaze u časopisu ACS Biomaterials Science & Engineering.
Istraživači su proučavali neuronske matične ćelije iz embrionalnog mozga miša, koje su uzgajali na pozitivno naelektrisanim hidrogelovima. „Naš cilj je bio da stvorimo veštačko okruženje za ćelije koje imitira prirodno ćelijsko okruženje u mozgu“, kaže Kristin Glocbah.
„Ćelije imaju negativno naelektrisan premaz, poznat i kao pericelularni matriks. To znači da se posebno dobro prijanjaju na pozitivno naelektrisane supstrate.“ Trik sa hidrogelovima koji su korišćeni u eksperimentima je bio da se jačina njihovog pozitivnog naelektrisanja može precizno podesiti.
Kako su eksperimenti pokazali, pozitivno naelektrisani hidrogelovi su olakšali opstanak ćelija i uticali na njihovu buduću sudbinu. Ako su se matične ćelije zalepile za hidrogelove sa visokim pozitivnim nabojem, ćelije su imale tendenciju da se razviju u nervne ćelije. Na gelovima sa nižim pozitivnim nabojem, s druge strane, matične ćelije su se uglavnom razvile u glijalne ćelije, koje obavljaju važne pomoćne funkcije za nervne ćelije.
Mogućnost uticaja na to da li se matične ćelije diferenciraju u nervne ili glijalne ćelije bila bi velika prednost. „U zavisnosti od povrede, potrebno je zameniti različite tipove ćelija“, objašnjava Kristin Glocbah. Nije važna samo regeneracija nervnih ćelija.
„Kod određenih bolesti, glijalne ćelije su takođe napadnute i treba ih zameniti. Kod multiple skleroze, na primer, izolacija nervnih ćelija, koja je napravljena od oligodendrocita, je uništena.“
Kada su istraživači dodali faktor rasta FGF2 u pozitivno naelektrisane hidrogelove, uspešno su povećali preživljavanje i stopu deobe ćelija. Ali diferencijacija u nervne i glijalne ćelije se tada odvijala sporijim tempom.
„U budućim studijama nameravamo da dodamo peptide ili komponente ekstracelularnih matriksnih molekula u pozitivno naelektrisane gelove kako bismo još efikasnije simulirali prirodno okruženje ćelija“, kaže Kristin Glocbah. Istraživači takođe planiraju da eksperimentišu sa trodimenzionalnim gelovima koji bi mogli da popune šupljine nakon povreda mozga.
