Полімерні нитки з блукаючими лікарськими молекулами допомагають відновити спинномозкові кровоносні судини і розірвані нейронні відростки.
При травмах хребта рвуться нейронні «дроти» - довгі відростки-аксони, по яких нервові клітини передають один одному електрохімічні імпульси. Крім нейронів, пошкоджуються кровоносні судини, що постачають нервову тканину киснем і поживними речовинами. Як наслідок, мозок втрачає зв'язок з кінцівками, і настає параліч, повний або частковий. Теоретично, у нейронів є молекулярні інструменти, щоб відновити відростки, та й кровоносні судини теж могли б регенерувати. Але на практиці з різних причин цього не відбувається, і в місці травми розростається сполучна тканина, через яку стає ще важче відновити нейронні зв'язки в пошкодженому спинному мозку.
Але якщо нейрони самі не можуть запустити програму правильного загоєння, може, їм можна в цьому допомогти? Потрібно знайти спосіб включити певні сигнальні шляхи, що активують потрібні гени. Але хоча і сигнальні шляхи, і потрібні гени цілком відомі, включити їх не так просто. Дослідники не перший рік шукають, як це зробити, але великих успіхів тут поки що немає. Наприклад, якщо виходить запустити регенерацію нейронних відростків у нейронів, що живуть у клітинній культурі, то в експериментах на справжньому спинному мозку все закінчується невдачею.
Одна з причин невдач тут у тому, що лікарські молекули не можуть взаємодіяти з рецепторами на мембранах клітин. Справа в тому, що рецептори не закріплені жорстко на одному і тому ж місці, вони весь час плавають в мембрані, і якщо мова йде про нейронні відростки, можуть поплисти досить далеко. Коли в пошкоджене місце вводять ліки - якусь сигнальну молекулу - вони подіють там, де його ввели; але якщо рецептори спливають, то і ліки повинні піти слідом за ними, а це не завжди виходить зробити: сигнальна молекула повинна бути досить стабільною і здатною проходити крізь міжклітинну речовину.
Співробітники Північно-Західного університету зуміли вийти з положення за допомогою особливого лікувального гелю: у місце травми його вводять у рідкому вигляді, але, потрапивши в тканини, він перетворюється на довгі нитки-фібрили, посаджені лікарськими молекулами. Регенерацію стимулюють зазвичай сигнальними білками, але тут дослідники взяли не повні білки, а їхні фрагменти-пептиди, здатні взаємодіяти з потрібними клітинними рецепторами - короткі пептиди більш стабільні і простіші в поводженні, ніж молекули білків цілком.
Лікарські пептиди не сидять на одному місці, а їздять уздовж фібрил, і в результаті вони з більшою ефективністю взаємодіють з мобільними рецепторами на нейронах і на інших клітинах. У статті в Science сказано, що гель із ліками успішно включав у місці травми два сигнальні шляхи: один працював у нейронах, спонукаючи їх відростити нові відростки-аксони, другий сигнал змушував інші клітини активно ділитися, щоб відновити кровоносні судини. Як результат, нейронні відростки відновлювалися і відновлювали зв'язок через місце розриву. До мишей, які після спинномозкової травми не могли рухати задніми лапами і яких лікували таким чином, поверталася рухливість - нехай не повністю, але, так чи інакше, задніми лапами вони знову починали перебирати, як можна побачити на цьому ролику:
Миші мишами, але новий нейрозерджуючий гель належить випробувати на людському спинному мозку. Якщо клінічні результати будуть обнадійливими, можна буде подумати про те, щоб використовувати такий же метод у лікуванні інших хвороб, пов'язаних з пошкодженням і загибеллю нейронів.