Biomedicína
„Tancujúce molekuly“ vyliečia poškodenú miechu a prinavrátia chôdzu
Nebezpečenstvá poranenej miechy Úrazy chrbtice patria medzi najzávažnejšie a najbolestivejšie poranenia. Môže k ním dôjsť pri dopravných nehodách, ale aj pri zdanlivo neškodných aktivitách – napríklad skok do bazéna. Na Slovensku si ročne zraní chrbticu 20 000 až 100 000 ľudí. Prevažne ide o mužov vo veku 18 až 35 rokov. Súbežne s chrbticou sa môže poškodiť… Prečítať celé
Nebezpečenstvá poranenej miechy
Úrazy chrbtice patria medzi najzávažnejšie a najbolestivejšie poranenia. Môže k ním dôjsť pri dopravných nehodách, ale aj pri zdanlivo neškodných aktivitách – napríklad skok do bazéna. Na Slovensku si ročne zraní chrbticu 20 000 až 100 000 ľudí. Prevažne ide o mužov vo veku 18 až 35 rokov. Súbežne s chrbticou sa môže poškodiť aj miecha. Ide o veľmi závažnú diagnózu, ktorá má viacero typov:
Pentaplégia – kompletné ochrnutie všetkých končatín/bránice/svalov brucha a trupu
Kvadruplégia – kompletné ochrnutie všetkých končatín
Kvadruparéza – miecha je čiastočne poškodená, no ochrnuté sú horné aj dolné končatiny
V Spojených štátoch amerických je v súčasnosti vyše 300 000 pacientov, ktorých postihla jedna z týchto diagnóz. Rôzne rehabilitácie stoja nemalé peniaze a len 3% sa vyliečia úplne. Záznamy uvádzajú, že od 80. rokov minulého storočia sa situácia nezlepšila.
Inovatívna forma liečby
Vďaka vedcom zo Severozápadnej univerzity (Northwestern university) možno v tomto prípade svitá na lepšie časy. Vyvinuli novú injekčnú terapiu, ktorá využíva „tancujúce molekuly“ na zvrátenie paralýzy a opravu tkaniva po ťažkých poraneniach miechy. Výskumníci aplikovali injekciu do tkaniva obklopujúceho miechy paralyzovaných myší. Prešli štyri týždne a myšiam sa obnovila schopnosť pohybu.
Vďaka využitiu laboratórnych myší sa podarilo objaviť inováciu v oblasti biomedicíny. zdroj: pexels.com
Doteraz bola často zmieňovaným riešením pre pacientov implantácia umelej kostry. Plán bol, že v sebe mala niesť hojivé proteíny, ktoré by mali dosah na zničenú časť, ale táto myšlienka sa doteraz nepresadila. Vedci pôvodný nápad pozmenili a použili injekčnú kvapalinu obsahujúcu upravené peptidy (reťazce aminokyselín). Nanovlákna, ktoré tieto peptidy tvoria, sú podobné mimobunkovej matrici miechy (vláknitý materiál, ktorý poskytuje priestor na rast neurónov).
Terapia výrazne zlepšila regeneráciu vážne porušenej miechy. Prerušené rozšírenia neurónov (axóny) sa vplyvom injekcie obnovili a zmenšilo sa tkanivo, ktoré bránilo celkovej obnove. Takisto sa sformovala izolačná vrstva axónov (myelín), ktorá je dôležitá pri efektívnom prenose elektrických signálov. V mieste poranenia nakoniec začali fungovať krvné cievy, postupne bunkám dodávali živiny a objavilo sa viac motorických neurónov.
„Tancujúce molekuly“ vysielajú dva dôležité signály
Celú štúdiu viedol chemik a profesor Samuel I. Stupp, ktorý mal o výsledkoch jasnú predstavu. „Centrálny nervový systém nášho tela, ktorý zahŕňa mozog a miechu, nemá kapacitu na to, aby sa po úraze alebo po nástupe degeneratívneho ochorenia sám opravoval. Cieľom nášho výskumu je nájsť terapiu, ktorá môže zabrániť tomu, aby jednotlivci ochrnuli po vážnom zranení.“
Nervy umiestnené v tkanive okolo miechy prenášajú vzruchy do mozgu a končatín. zdroj: pinterest.com
Názov „tancujúce molekuly“ vznikol kvôli ich neustálemu pohybu. Ide o dovtedy neuskutočnenú inováciu, pri ktorej sa riadi spoločný pohyb viac než 100 000 molekúl v rámci nanovlákna. Tým, že sa molekuly pohybujú, dočasne vyskočia z týchto štruktúr a dokážu sa efektívnejšie spojiť s receptormi.
Po pripojení k receptorom spúšťajú molekuly dva signály. Prvý vyzve axóny, aby sa regenerovali. Podobne ako elektrické káble, axóny zašlú signály mozgu, ktorý ich odovzdá do zvyšku tela. Druhý signál pomáha poraneným neurónom prežiť, pretože vďaka nemu sa rozrastajú ďalšie typy buniek. Podporuje aj opätovný rast stratených krvných ciev, ktoré vyživujú neuróny a kritické bunky na opravu tkaniva. Gliové zjazvenie zabraňuje mieche v hojení, no myelín postupne ho vytláča okolo prítomných výbežkov nervových buniek.
Objav, ktorý má širšie využitie
Nová forma terapie by preto bola skvelou prevenciou proti paralýze pri chorobách a nehodách (pády, športové zranenia, strelné poranenia…). Samuel I. Stupp však verí, že ich najdôležitejší objav – supramolekulárny pohyb je kľúčovým faktorom bioaktivity.
Poškodená miecha má tkanivá centrálneho nervového systému veľmi podobné s inými zničenými tkanivami. Ponášajú sa na tie, ktoré analyzovali pri pacientoch s neurodegeneratívnymi ochoreniami (Parkinsonova, Alzheimerova choroba). Nové zistenia by sa preto mohli uplatniť na pôde molekulárnej a bunkovej biológie.
Zdroje: www.news.northwestern.edu, www.sciencedaily.com, www.zdravoteka.sk
