Ученые обнаружили, что гидрогели способствуют росту нервной ткани

Исследователи выяснили, что синтетические гидрогели обеспечивают эффективную основу для роста нейронной ткани в областях повреждения головного мозга, обеспечивая возможный подход к реконструкции ткани головного мозга, 24 февраля сообщает журнал Scientific Reports.

Хотя растущий мозг может показаться чем-то из научно-фантастического фильма, междисциплинарная группа исследователей из Университета Хоккайдо сделала шаг в этом направлении. Они использовали гидрогелевые материалы в сочетании со стволовыми клетками для выращивания новой ткани мозга. Это важно, потому что поврежденная нервная ткань не обладает такой же регенеративной способностью, как другие части нашего тела, такие как кожа.

Первым шагом для исследователей стала разработка гидрогелевого материала, в котором могли бы выживать нейральные стволовые клетки. Они обнаружили, что нейтральный гель, состоящий из равных частей положительно и отрицательно заряженных мономеров, приводит к лучшей адгезии клеток. Затем исследователи отрегулировали соотношение молекул сшивающего агента, чтобы добиться жесткости, аналогичной жесткости ткани мозга. Затем в геле создавались поры, в которых можно было культивировать клетки.

«Когда я увидел трехмерную структуру пористых гидрогелей, которую мой коллега Томаш продемонстрировал на встрече, я подумал, что их можно использовать в регенеративных процедурах в качестве каркаса для выращивания нервных клеток», — вспоминает ведущий автор Сатоси Таникава.

После того как гели были оптимизированы, их пропитывали сывороткой с фактором роста, чтобы стимулировать рост кровеносных сосудов, а затем имплантировали в поврежденные участки мозга на мышиной модели. Через три недели исследователи обнаружили, что иммунные клетки и нейроны из окружающей ткани мозга хозяина проникли в гидрогель и кровеносные сосуды выросли.

В этот момент исследователи ввели в гидрогель нервные стволовые клетки. Через 40 дней выживаемость стволовых клеток была высокой, и некоторые из них дифференцировались в новые клетки астроцитов или нейрональные клетки. Было замечено, что клетки-хозяева проникли в гидрогель, в то время как некоторые новые нейронные клетки из гидрогеля мигрировали в окружающую ткань мозга, демонстрируя некоторую степень интеграции между гидрогелем и тканью мозга хозяина.

Поэтапный характер процесса был ключевым, поскольку одновременная имплантация гидрогеля и пересадка нейральных стволовых клеток оказалась безуспешной. Это исследование знаменует собой важный шаг к разработке методов лечения, включающих регенерацию тканей головного мозга. Следующие шаги включают изучение оптимального времени трансплантации и влияния воспалительной реакции на трансплантированные клетки.