Engineering: гидрогели и стволовые клетки могут регенерировать нервные волокна

Китайские ученые из Наньтунского университета изучили последние достижения тканевой инженерии, которые могут стать прорывами в лечении травм спинного мозга (ТСМ) — одной из основных причин инвалидизации. Исследование опубликовано в научном журнале Engineering.

Одним из ключевых направлений в тканевой инженерии считается использование биоматериалов, которые создают благоприятную микросреду для регенерации поврежденных тканей.

Например, гидрогели, такие как GelMA-MXene и Fe3S4, показали высокую эффективность в восстановлении двигательной функции у лабораторных животных. Эти материалы не только поддерживают рост нервных клеток, но и способствуют регенерации аксонов — длинных отростков нейронов, передающих сигналы.

Стволовые клетки, включая мезенхимальные стволовые клетки (МСК) и нейральные стволовые клетки (НСК), играют важную роль в восстановлении спинного мозга. Они могут дифференцироваться в различные типы клеток и выделять цитокины, которые стимулируют регенерацию нервной ткани.

Например, исследователи использовали 3D-печать для создания каркасов, которые поддерживают выживание и дифференциацию МСК в нейроны, что привело к улучшению двигательной функции у крыс с ТСМ.

Децеллюляризованный внеклеточный матрикс (dECM) и экзосомы также рассматриваются как перспективные инструменты для лечения ТСМ. dECM обеспечивает естественную среду для роста нервных клеток, а экзосомы, выделяемые клетками, обладают терапевтическим потенциалом. В частности, гидрогелевый пластырь, высвобождающий экзосомы и метилпреднизолон, показал значительное улучшение функциональных показателей у животных с ТСМ.

Исследователи также изучают роль нейротрофических факторов, таких как NT3, которые способствуют восстановлению структуры и функции нервной ткани. Например, NT3-хитозан продемонстрировал способность восстанавливать поврежденные нейронные сети.

Создание регенеративной микросреды, сочетающей биоматериалы, клетки и активные факторы, является ключевым направлением. Например, ДНК-гидрогели для трансплантации НСК и биоактивные гидрогели с IGF-1 показали многообещающие результаты в восстановлении функций у лабораторных животных.

Несмотря на значительный прогресс, ученые подчеркивают необходимость дальнейших исследований для подтверждения безопасности и эффективности этих методов. Для успешного перевода технологий в клиническую практику требуется междисциплинарное сотрудничество и глобальные инновации.