Новое исследование, проведенное в университете Хоккайдо, показало, что использование синтетических гидрогелей позволяет обеспечить эффективную основу для регенерации нервной ткани в зонах повреждения головного мозга, что может дать возможность для реконструкции тканей головного мозга.
Группа ученых из Университета Хоккайдо смогла сделать шаг в направлении реализации фантастических идей о выращивании мозга. Ученые с помощью использования гидрогелевых материалов и стволовых нервных клеток попытались вырастить новые ткани мозга. Возможность такого выращивания имеет большое значение, так как нервная ткань не обладает такими регенеративными способностями, как другие части организма, такие как кожа.
На первом этапе перед учеными стояла задача создать гидрогелевый материал, в котором смогли бы выживать нервные стволовые клетки. Было обнаружено, что лучшая адгезия клеток возникает в нейтральном геле, состоящем из равных частей положительно и отрицательно заряженных мономеров. Затем ученые корректировали соотношение молекул сшивающего агента для того, чтобы добиться необходимой жесткости ткани мозга. В дальнейшем в геле были созданы поры, в которые можно было ввести культуру клеток.
После оптимизации гелей провели их пропитывание сывороткой с фактором роста, который проводил стимуляцию роста кровеносных сосудов, а затем провели имплантацию в поврежденные участки мозга животных моделей. Через три недели ученые обнаружили, что нейроны и иммунные клетки из окружающей ткани мозга реципиента проникли в гидрогель, и произошел рост кровеносных сосудов.
Затем ученые в этот гидрогель ввели нервные стволовые клетки. Через 40 дней было обнаружено, что стволовые клетки показали хорошую выживаемость и часть из них дифференцировались в астроциты и нейроны. Как было отмечено, произошло проникновение клеток-хозяина в гидрогель, в то время как часть новых нейронов проникли в окружающую ткань мозга, что явилось свидетельством наличия интегративных процессов между гидрогелем и тканью мозга хозяина.
Исследование показало, что ключевым был поэтапное проведение процесса, так как в предыдущих исследованиях одновременная имплантация гидрогеля и трансплантация нервных стволовых клеток не дала успеха. Проведенное исследование является важным шагом для разработки методов лечения таких заболеваний, как инфаркт головного мозга и позволит не только снизить летальность при инсультах, но и восстановить функциональность головного мозга.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Scientific Reports.
