Rdzeń kręgowy z druku 3D. Szansa dla sparaliżowanych pacjentów
Zespół naukowców z University of Minnesota Twin Cities opracował innowacyjną metodę, która może zmienić podejście do leczenia urazów rdzenia kręgowego. Po raz pierwszy udało się połączyć druk 3D, komórki macierzyste i tkanki hodowane w laboratorium, tworząc struktury wspierające regenerację uszkodzonego rdzenia. Wyniki badań opublikowano w prestiżowym czasopiśmie Advanced Healthcare Materials.
Według danych Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) ponad 15 mln osób na świecie żyje z urazem rdzenia kręgowego (każdego roku dochodzi do nawet pół miliona nowych przypadków takich urazów), a raport Global Burden of Disease Study 2019 mówi o nawet ponad 20 mln. I niestety nie mamy sposobu, aby całkowicie odwrócić szkody i paraliż powstały w wyniku takiego urazu, a największym wyzwaniem pozostaje śmierć komórek nerwowych i brak zdolności włókien nerwowych do odrastania przez miejsce urazu.
Jak działa rusztowanie organoidowe?
Badacze University of Minnesota Twin Cities opracowali jednak innowacyjną metodę, która może całkowicie zmienić podejście do leczenia takich przypadków. Zespół przygotował unikalne rusztowanie organoidowe drukowane w 3D, wyposażone w mikroskopijne kanały, które zasiedlają tzw. progenitorowe komórki nerwowe rdzenia kręgowego (sNPCs), czyli komórki macierzyste zdolne do różnicowania się w neurony.
Używamy drukowanych w 3D kanałów rusztowania do ukierunkowania wzrostu komórek macierzystych, co zapewnia, że nowe włókna nerwowe rosną we właściwy sposób. Ta metoda tworzy system przekaźnikowy, który po umieszczeniu w rdzeniu kręgowym omija uszkodzony obszar
Nowa era medycyny regeneracyjnej
W badaniach laboratoryjnych przeszczepiono te rusztowania szczurom z całkowicie przeciętym rdzeniem kręgowym. Komórki z powodzeniem przekształciły się w neurony i wydłużyły włókna nerwowe w obu kierunkach, tj. rostralnym (do głowy) i kaudalnym (do ogona), tworząc nowe połączenia z obwodami nerwowymi gospodarza, co z czasem doprowadziło do znaczącej poprawy funkcji ruchowych u zwierząt.
Otwieramy nową erę medycyny regeneracyjnej w badaniach nad urazami rdzenia kręgowego. Nasz zespół jest podekscytowany możliwością dalszego rozwoju naszych "mini rdzeni kręgowych" i ich przyszłym klinicznym zastosowaniem
I choć projekt jest na wczesnym etapie, naukowcy planują zwiększenie skali produkcji i dalszy rozwój technologii w kierunku przyszłych badań klinicznych. Prace finansowane były m.in. przez National Institutes of Health, stanowy program badań nad urazami rdzenia i mózgu w Minnesocie oraz organizację Spinal Cord Society.
