В новом исследовании исследователи из Regenerative Biosciences Center UGA продемонстрировали долгосрочные преимущества гидрогеля, который они называют «мозговой клей», для лечения черепно-мозговой травмы. Новое исследование предоставляет доказательства того, что гель не только защищает от потери мозговой ткани после тяжелой травмы, но также может способствовать функциональному восстановлению нервной системы.

Повреждение головного мозга после значительной черепно-мозговой травмы (ЧМТ) обычно приводит к обширной потере тканей и длительной инвалидности. В настоящее время не существует клинических методов лечения, позволяющих предотвратить когнитивные нарушения или потерю тканей.

Новое открытие, опубликованное 5 марта в журнале Sciences Advances , является первым, которое предоставляет визуальные и функциональные доказательства восстановления нервных цепей мозга, участвующих в движении у животных с имплантированным клеем в мозг после тяжелой ЧМТ.

«Наша работа дает целостное представление о том, что происходит при восстановлении поврежденной области, в то время как животное выполняет конкретную задачу «дотянуться и схватить», - сказал ведущий исследователь Лохиташ Карумбаиа, доцент сельскохозяйственного колледжа Университета Джорджии и науки об окружающей среде.

Клей для мозга, созданный Карумбаией в 2017 году, имитирует структуру и функцию сахарной сети, поддерживающей клетки мозга. Гель содержит ключевые структуры, которые связываются с основным фактором роста фибробластов и нейротрофическим фактором мозга, двумя защитными белковыми факторами, которые могут повысить выживаемость и отрастание клеток мозга после тяжелой ЧМТ.

В предыдущем краткосрочном исследовании Карумбаия и его команда показали, что мозговой клей значительно защищает ткани мозга от серьезного повреждения ЧМТ. В этом новом исследовании, чтобы использовать нейрозащитную способность оригинала, они дополнительно сконструировали поверхность доставки защитных факторов, чтобы помочь ускорить регенерацию и функциональную активность клеток мозга. Через 10 недель результаты были очевидны.

«Субъекты-животные, которым имплантировали мозговой клей, на самом деле продемонстрировали восстановление сильно поврежденной ткани мозга», - сказал Карумбаи. «У животных также было более быстрое время восстановления по сравнению с субъектами без этих материалов».

Чтобы измерить эффективность клея, команда использовала метод очистки тканей, чтобы сделать ткань мозга оптически прозрачной, что позволило им визуально зафиксировать немедленную реакцию клеток в цепи досягаемости, используя технику трехмерной визуализации.

«Благодаря методу очистки тканей мы смогли получить более глубокое представление о сложной схеме и восстановлении, поддерживаемом мозговым клеем», - сказал Карумбаиа. «Используя эти методы вместе с обычными электрофизиологическими записями, мы смогли подтвердить, что мозговой клей поддерживает регенерацию функциональных нейронов в полости поражения».

Карумбаи указал, что схема РИТЭГ эволюционно схожа у крыс и людей. «Модуляция этой схемы у крысы может помочь ускорить клиническую трансляцию мозгового клея для людей», - сказал он.

«Проведение поведенческих исследований, работы с животными и молекулярной работы иногда требует участия множества людей», - сказал Карумбаи. «В этом исследовании участвовали самые разные студенты и аспиранты РБК, а также преподаватели из UGA и Университета Дьюка».

Совместные исследования предоставили пяти студентам UGA RBC возможность экспериментального обучения и опубликовать свою первую статью. Это первая публикация Рамина Форгани, начинающего доктора философии. студентка, работающая в лаборатории Карумбаи.

Форгани сказал, что команда студентов «научилась сотрудничать в этом проекте» и о влиянии переноса лабораторных исследований на пациентов, нуждающихся в лечении.

«Мои однокурсники и я были уполномочены взять на себя часть проекта и довести его до конца, от этапов планирования анализа данных до написания и публикации», - сказал Форгани. «Как амбициозный врач-ученый, начинающий карьеру, мне очень интересно работать над проектом, который имеет трансляционное воздействие и непосредственно направлен на решение очень актуальной клинической проблемы».

Чарльз Латчуман, научный сотрудник лаборатории Карумбаи и первый автор исследования, делит свое время между UGA и Лозанной, Швейцария, где он работает в NeurRestore, исследовательском центре, целью которого является восстановление утраченных неврологических функций для людей, страдающих болезнью Паркинсона или неврологическими расстройствами. расстройства после травмы головы или инсульта.

«Это исследование готовилось четыре-пять лет, - сказал Латчуман. «Наше совместное исследование настолько тщательно задокументировано, что, прочитав о нем, вы должны поверить в то, что у тяжелых жертв черепно-мозговой травмы появилась новая надежда».