Vědci vytvořili pozoruhodný nový přístup k opravě poranění míchy sloučením 3D tisku, kmenových buněk a tkání pěstovaných laboratoří.
Navrhli malá lešení, která vedou kmenové buňky za účelem vytvoření nervových vláken schopných přemostění oddělených míchy. V experimentech s potkany tato metoda obnovila nervová spojení a pohyb a nabízela novou naději, že jednoho dne podobné techniky mohou lidem pomoci žít s ochrnutím.
Průlom při léčbě poranění míchy
Vědci na University of Minnesota Twin Cities poprvé úspěšně kombinovali 3D tisk, vědu k kmenovým buňkám a tkáně pěstované laboratoře, aby prozkoumali nový přístup k léčbě poranění míchy.
Podrobnosti o práci se objevují v časopise Pokročilé zdravotní materiályrecenzovaný vědecký časopis.
Podle Národního statistického střediska poranění míchy poraje poranění míchy ovlivňuje více než 300 000 lidí ve Spojených státech. Stále neexistuje žádná léčba, která by mohla plně zvrátit ochrnutí a dlouhodobé poškození, která tato zranění způsobují. Jednou z největších bariér zotavení je to, že nervové buňky umírají a zbývající vlákna se nemohou znovu opětovit po celém místě zranění. Tým Minnesoty navrhl svou studii k přímému řešení této výzvy.
3D tištěné lešení a kmenové buňky
Vědci vyvinuli specializovanou 3D potištěnou strukturu známou jako organoidní lešení. Tento malý rámec obsahuje mikroskopické kanály, které jsou naplněny páteřními nervovými progenitorovými buňkami (SNPC). Tyto buňky, které pocházejí z lidských dospělých kmenových buněk, se mohou dělit a vyvinout na specifické typy zralých nervových buněk.
„Používáme 3D tištěné kanály lešení k nasměrování růstu kmenových buněk, což zajišťuje, že nová nervová vlákna rostou požadovaným způsobem,“ řekl Guebum Han, bývalý mechanický inženýr University of Minnesota, a první autor v novinách, který v současné době pracuje v Intel Corporation. „Tato metoda vytváří reléový systém, který při umístění do míchy obchází poškozenou oblast.“
Úspěšné transplantace ve zvířecích modelech
Ve své studii vědci transplantovali tato lešení na potkany s míchami, které byly zcela přerušeny. Buňky se úspěšně diferencovaly na neurony a rozšířily svá nervová vlákna v obou směrech – rostrální (směrem k hlavě) a kaudální (směrem k ocasu) – za vzniku nových spojení s existujícími nervovými obvody hostitele.
Nové nervové buňky se v průběhu času integrovaly hladce do tkáně míchy hostitele, což vedlo k významnému funkčnímu zotavení u potkanů.
https://www.youtube.com/watch?v=sp8jyfbhvio
Metoda zahrnuje vytvoření jedinečného 3D potištěného rámce pro laboratorní orgány, nazývané organoidní lešení, s mikroskopickými kanály. Kredit: McAlpine Research Group, University of Minnesota
Směrem k budoucímu klinickému překladu
„Regenerativní medicína přinesla novou éru ve výzkumu poranění míchy,“ řekla Ann Parr, profesorka neurochirurgie na University of Minnesota. „Naše laboratoř je nadšená, že prozkoumá budoucí potenciál našich“ mini míchy „pro klinický překlad.“
Zatímco výzkum je ve svých počátečních fázích, nabízí novou cestu naděje těm, kteří mají poranění míchy. Tým doufá, že rozšíří výrobu a bude pokračovat v rozvoji této kombinace technologií pro budoucí klinické aplikace.
Reference: „Lešení potištěné 3D podporují zvýšenou tvorbu páteřních organoidů pro použití při poranění míchy“ Guebum Han, Nicolas S. Lavoie, Nandadevi Patil, Olivia G. Korenfeld, Hyunjun Kim, Manuel Esguerra, Daeha Joung, Michael C. McAlpine a Ann M. M. PARR, 23 Červenec 2025, 23. Července, 23. Července 2025 Pokročilé zdravotní materiály.
Doi: 10.1002/adhm.202404817
Kromě Han a Parr zahrnoval tým Hyunjun Kim a Michael McAlpine z University of Minnesota Department of Mechanical Engineering; Nicolas S. Lavoie, Nandadevi Patil a Olivia G. Korenfeld z University of Minnesota Department of Neurochirurgery; Manuel Esguerra z University of Minnesota Department of Neuroscience; a Daeha Joung z oddělení fyziky na Virginia Commonwealth University.
Tato práce byla financována z Národní zdravotní ústavyStav Minnesota poranění míchy a traumatický program výzkumu poranění mozku a Spinal Coub Society.
Nikdy nezmeškáte průlom: Připojte se k zpravodaji Scitechdaily.
