Επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο Northwestern κατασκεύασαν το πιο προηγμένο μέχρι σήμερα μοντέλο οργανοειδούς ανθρώπινου νωτιαίου μυελού και το χρησιμοποίησαν για να δοκιμάσουν μια αναγεννητική θεραπεία που ανέστρεψε προσφάτως την παράλυση σε ζώα. Σε μια νέα μελέτη, η ομάδα ανέπτυξε μικροσκοπικούς ανθρώπινους νωτιαίους μυελούς από πολυδύναμα βλαστοκύτταρα και στη συνέχεια τους τραυμάτισε σκόπιμα για να αναπαράγει βασικά χαρακτηριστικά τραυματικής βλάβης του νωτιαίου μυελού.
Τα οργανοειδή εμφάνισαν κυτταρικό θάνατο, φλεγμονή και γλοιακές ουλές, μιμούμενοι στενά αυτό που συμβαίνει στο ανθρώπινο σώμα μετά από έναν σοβαρό τραυματισμό. Για πρώτη φορά, οι ερευνητές απέδειξαν ότι τα οργανοειδή ανθρώπινου νωτιαίου μυελού μπορούν να αναπαράγουν τον σχηματισμό πυκνών γλοιακών ουλών, οι οποίες εμποδίζουν την αναγέννηση των νεύρων. Το μοντέλο οργανοειδούς περιελάμβανε και μικρογλοία, δηλαδή ανοσοκύτταρα του κεντρικού νευρικού συστήματος, καθιστώντας το πιο ρεαλιστικό βιολογικά από τις προηγούμενες εκδόσεις.
Αφού προκάλεσε δύο τύπους τραυματισμών, μια ρήξη και μια θλάση, η ομάδα αντιμετώπισε τα κατεστραμμένα οργανοειδή με μια θεραπεία γνωστή ως «χορευτικά μόρια». Τα αποτελέσματα έδειξαν σημαντική ανάπτυξη νευριτών και αξιοσημείωτη μείωση του ουλώδους ιστού. Ο Δρ. Samuel I. Stupp, επικεφαλής της μελέτης, δήλωσε ότι η εργασία φέρνει τους ερευνητές πιο κοντά στη δοκιμή θεραπειών απευθείας σε ανθρώπινο ιστό. «Μία από τις πιο συναρπαστικές πτυχές των οργανοειδών είναι ότι μπορούμε να τα χρησιμοποιήσουμε για να δοκιμάσουμε νέες θεραπείες σε ανθρώπινο ιστό. Εκτός από μια κλινική δοκιμή, είναι ο μόνος τρόπος για να επιτευχθεί αυτός ο στόχος. Αποφασίσαμε να αναπτύξουμε δύο διαφορετικά μοντέλα τραυματισμού σε ένα ανθρώπινο οργανοειδές του νωτιαίου μυελού και να δοκιμάσουμε τη θεραπεία μας για να δούμε αν τα αποτελέσματα έμοιαζαν με αυτά που είδαμε προηγουμένως στο ζωικό μοντέλο», δήλωσε ο Stupp.
«Μετά την εφαρμογή της θεραπείας μας, η γλοιακή ουλή ξεθώριασε σημαντικά και έγινε ανιχνεύσιμη, ενώ είδαμε να αναπτύσσονται και νευρίτες, που μοιάζουν με την αναγέννηση των νευραξόνων που είδαμε στα ζώα. Αυτή είναι μια επιβεβαίωση ότι η θεραπεία μας έχει καλές πιθανότητες να λειτουργήσει στους ανθρώπους».
Μίνι μοντέλο νωτιαίου μυελού
Τα οργανοειδή είναι εργαστηριακά καλλιεργημένες, απλοποιημένες εκδοχές οργάνων που μιμούνται τη δομή και τη λειτουργία των οργάνων. Σε αυτήν την περίπτωση, τα οργανοειδή του νωτιαίου μυελού αναπτύχθηκαν για μήνες μέχρι να αναπτύξουν νευρώνες, αστροκύτταρα και, για πρώτη φορά σε ένα τέτοιο μοντέλο, μικρογλοία. «Είναι ένα είδος ψευδοοργάνου», δήλωσε ο Stupp. «Ήμασταν οι πρώτοι που εισάγαμε μικρογλοία σε ένα οργανοειδές ανθρώπινου νωτιαίου μυελού, οπότε αυτό ήταν ένα τεράστιο επίτευγμα. Αυτό σημαίνει ότι το οργανοειδές μας έχει όλες τις χημικές ουσίες που παράγει το μόνιμο ανοσοποιητικό σύστημα όταν αντιδρά σε έναν τραυματισμό. Αυτό το καθιστά ένα πιο ρεαλιστικό μοντέλο τραυματισμού του νωτιαίου μυελού».
Η θεραπεία που δοκιμάστηκε στα οργανοειδή ανήκει σε μια κατηγορία υπερμοριακών θεραπευτικών πεπτιδίων. Εγχέεται ως υγρό και σχηματίζει γρήγορα ένα τζελ από νανοΐνες που μιμούνται την εξωκυτταρική μήτρα του νωτιαίου μυελού. Ρυθμίζοντας την κίνηση των μορίων μέσα σε αυτές τις ίνες, η ομάδα στοχεύει να βελτιώσει τον τρόπο με τον οποίο αλληλεπιδρούν με τους συνεχώς κινούμενους κυτταρικούς υποδοχείς. «Δεδομένου ότι τα ίδια τα κύτταρα και οι υποδοχείς τους βρίσκονται σε συνεχή κίνηση, μπορείτε να φανταστείτε ότι τα μόρια που κινούνται πιο γρήγορα θα συναντούσαν αυτούς τους υποδοχείς πιο συχνά», δήλωσε ο Stupp το 2021. «Εάν τα μόρια είναι αργά και όχι τόσο «κοινωνικά», μπορεί να μην έρθουν ποτέ σε επαφή με τα κύτταρα».
Η μοριακή κίνηση οδηγεί στην επιδιόρθωση
Σε προηγούμενες μελέτες σε ζώα, μια εφάπαξ ένεση 24 ώρες μετά από σοβαρό τραυματισμό επέτρεψε στα ποντίκια να ανακτήσουν την ικανότητα να περπατούν μέσα σε εβδομάδες. Στα πειράματα με οργανοειδή, η θεραπεία καταπράυνε τη φλεγμονή, μείωσε τις ουλές των νευρώνων και ενθάρρυνε τους νευρώνες να αναπτύσσονται σε οργανωμένα μοτίβα. Η ομάδα σχεδιάζει τώρα να αναπτύξει πιο προηγμένα μοντέλα, συμπεριλαμβανομένων οργανοειδών που προσομοιώνουν χρόνιες βλάβες του νωτιαίου μυελού με μακροχρόνιο ουλώδη ιστό.
Οι ερευνητές βλέπουν επίσης δυνατότητες για εξατομικευμένες προσεγγίσεις δημιουργώντας ιστό νωτιαίου μυελού από τα βλαστοκύτταρα του ίδιου του ασθενούς, όπως αναφέρει το δημοσίευμα του ιστότοπου Interesting Engineering.
[penci_related_posts title=”ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΑΚΟΜΑ:” number=”8″ style=”grid” align=”none” displayby=”cat” orderby=”random”]
