Ученые Стэнфорда создали устройство, которое доставляет и стимулирует с помощью электрических импульсов стволовые клетки для ускорения восстановления мозга после инсульта.
Ежегодно в мире у более чем 10 миллионов человек развиваются инсульты, в результате чего почти половина пациентов становятся инвалидами. В тоже время эффективность лечения этих пациентов невысокая и удается лишь незначительно улучшить двигательные и когнитивные функции. В настоящее время у врачей большой интерес вызывают такие методы лечения, как трансплантация стволовых клеток и электрическая стимуляция.
Многочисленные исследования показали, что стволовые клетки, пересаженные в мозг, могут улучшить восстановление после инсульта. Но проблемой являлось найти лучший метод доставки клеток и возможность использования электричества для стимуляции этих клеток и мозга.
Ученые Стэндфордской медицины разработали методику, позволяющую как доставить, так и стимулировать с помощью электрических импульсов трансплантированные стволовые клетки и поврежденную ткань мозга. В ходе исследования ученые смогли также идентифицировать белок, способствующий заживлению мозга.
Созданное устройство является маленьким имплантатом из проводящего полимера шириной 1 миллиметр, длиной 3 миллиметра и толщиной в 0.25 мм. Проводящий полимер по сути является гибким пластиком, и он проводит электрический ток. Электричество поступает от внешнего источника. Стволовые клетки удерживаются на месте зарядом и поверхностным взаимодействием полимера.
Мало того, что такая проводящая полимерная система работала должным образом, она помогала грызунам быстрее и лучше восстанавливаться после инсульта.
Данные исследования были опубликованы в Nature Communications.
Ученые протестировали полимерную систему на крысах, перенесших инсульт. Ученые имплантировали систему на поверхность мозга рядом с краем поврежденной ткани, без повреждения мозга.
Были проведены исследования в нескольких группах животных, как с использованием полимерной системы, так и без нее.
Животные, которые получали стволовые клетки в сочетании с электростимуляцией, восстанавливались раньше, по сравнению с другими группами.
В ходе исследования было показано, что электрическая стимуляция, в сочетании с сигналами от трансплантированных стволовых клеток, действовала как ускоритель процессов восстановления мозга и рекрутировала собственные стволовые клетки мозга из других частей мозга для исцеления поврежденной инсультом ткани.
Команда ученых обнаружила, что электрическая стимуляция меняет механизмы восстановления мозга и экспрессию генов в стволовых клетках. Человеческий мозг по мере старения теряет стабильность, так как количество производимых стволовых клеток снижается на протяжении жизни. Инсульт усугубляет этот дефицит стволовых клеток. Поэтому, создание таких проводящих полимеров позволят улучшить прогнозы после инсульта у пожилых людей.
