Всяка година милиони хора преживяват исхемичен инсулт, а за мнозина от тях най-трудната част започва след спасителната намеса в болницата.
Дори когато лекарите успеят да отстранят съсирека навреме, вече загиналата мозъчна тъкан не може да бъде върната, на нейно място остава празнина, а възстановяването след инсулт зависи почти изцяло от дългата и често частична рехабилитация.
Ново проучване на биоинженери от Duke University показва подход, който се опитва да промени именно този етап. Учените създават инжекционен биоматериал, който превръща увредената зона в среда, благоприятна за растеж на нови кръвоносни съдове и нервни влакна. Резултатите, публикувани в списанието Cell Biomaterials, са в ранен, предклиничен етап, но подсказват нова посока в лечението на последиците от инсулт.
Защо възстановяването на мозъка след инсулт е толкова трудно?
При исхемичен инсулт кръвен съсирек блокира притока на кръв към част от мозъка. Спешните терапии, медикаменти, които разтварят съсирека, и процедури за механичното му отстраняване, могат да възстановят кръвообращението и да спасят все още жизнеспособната тъкан. Но те не могат да компенсират онова, което вече е загубено.
При тежки инсулти загиналата тъкан оставя кухина в мозъка. Оттам нататък основната надежда е рехабилитацията след инсулт, която помага на оцелелите нервни вериги да поемат част от функциите на увредените. Тя обаче не изгражда наново самата засегната зона.
„Когато мозъчна тъкан вече е загубена, възстановяването на кръвотока не е достатъчно“, обяснява проф. Татяна Сегура от Duke University, ръководител на изследването. „Целта ни е да проектираме увреденото пространство така, че имунните, съдовите и невронните възстановителни процеси да заработят заедно.“
Как работи новият биоматериал?
Екипът използва така наречените микропорести скелета от хидрогелни частици (MAPS). Те се състоят от отделни микроскопични частици гел, които се съединяват в пореста структура. Отворите между тях служат като рамка, в която клетките могат да навлязат и да я използват, докато изграждат нова тъкан.
Новото в проучването е опитът имунната система да бъде „впрегната“ в процеса. За тази цел изследователите се насочват към астроцитите, звездовидни клетки, които играят ключова роля в нормалната работа на мозъка и реагират бързо при увреждане. Астроцитите общуват с околните клетки чрез екстрацелуларни везикули, миниатюрни „пакети“ с протеини, липиди и генетичен материал, които влияят на поведението на други клетки.
Учените събират такива везикули от отгледани в лаборатория астроцити, активират ги с различни сигнални молекули и ги прикрепят химически към повърхността на хидрогелните частици, така че сигналите да останат концентрирани в скелета. „Не просто поставяме материал в мозъка. Проектираме локална среда, която може да координира няколко части от възстановителния отговор“, посочва Сегура.
Една комбинация се откроява: сигналните молекули IL-4 и C1q привличат особено ефективно потенциално полезни имунни клетки към увредената област, макрофаги и изненадващо устойчива популация от неутрофили.
Могат ли неутрофилите да помагат, а не да вредят?
Неутрофилите обикновено се свързват с възпалението и с увреждането на тъканите в първите часове и дни след инсулт. Новите резултати обаче подсказват, че ролята им е по-сложна. В по-късен момент след увреждането и в подходяща среда те могат да подкрепят възстановяването.
Когато изследователите намаляват тази богата на неутрофили популация от имунни клетки, образуването на кръвоносни съдове спада значително, а скелетът се преустройва по-слабо. „Този резултат променя начина, по който мислим за неутрофилите след инсулт“, коментира д-р Шанджин Син, водещ автор на проучването. „Тяхната роля изглежда зависи от това кога пристигат, къде се намират и какви сигнали получават от заобикалящата ги среда.“
Какво показват резултатите при мишките?
С навлизането на имунните клетки в третираната зона в кухината от инсулта се образуват нови кръвоносни съдове. Учените откриват и повече аксонални влакна, структурите, чрез които нервните клетки предават сигнали, както в самата увредена област, така и около нея.
Биологичните промени вървят ръка за ръка с функционални подобрения. Мишките, лекувани с оптимизирания скелет, се справят по-добре в тест за ходене по решетка, който измерва грешките при поставянето на предните крайници. До осмата седмица представянето им статистически не се различава от това на здравите контролни животни, а подобрението се запазва до края на проучването.
Важна подробност е, че везикулите без хидрогелния скелет не постигат сравним ефект върху кръвоносните съдове. Това означава, че биоматериалът не е просто „транспорт“ за терапевтичните сигнали, порестата му структура и способността да задържа сигналите на едно място са критични за успеха.
Кога подобно лечение може да достигне до пациентите?
Проучването е предклинично, тестовете са правени само при мишки, а материалът е инжектиран директно в увредената зона на мозъка. Предстоят изследвания за безопасността, за точната роля на отделните имунни клетки и за това дали подходът работи при по-големи модели, по-близки до човешкия инсулт.
Засега везикулите се добиват от астроцити на плъхове, а като следваща стъпка лабораторията на Сегура проучва везикули от човешки астроцити, получени от стволови клетки, по-мащабно и клинично приложим източник.
Учени от Duke University показват, че инжекционен хидрогел, „зареден“ с имунни сигнали, може да превърне кухината след инсулт в среда за растеж на нови съдове и нервни влакна и да върне движението при мишки. Подходът е обещаващ, но далеч от клиничната практика, а неочакваната положителна роля на неутрофилите отваря нова глава в разбирането за възстановяването след инсулт.
Съдържанието е информативно и не представлява консултация, препоръка или съвет. При въпроси относно вашето здраве, медицинско състояние или лечение, задължително се консултирайте с медицински специалист.
------------------------------------------
Източници
