211service.com
Náplasti na mozek
Více než milion lidí, kteří přežili mrtvici ve Spojených státech, má významné postižení i po rehabilitaci – a očekává se, že toto číslo poroste, jak generace baby-boom stárne.
Existuje však naděje, že ztracené schopnosti lze jednoho dne obnovit, a to díky spolupráci mezi profesorem chemického a biomedicínského inženýrství Robertem Langerem, ScD ‘74, a profesorkou neurovědy Mriganka Sur. Tým, který je financován jako součást 60 milionů dolarů MIT-DuPont Alliance, učinil významný pokrok směrem k vytvoření implantátů, které nahradí oblasti mozku poškozené mrtvicí.
Cílem je udělat věci tak, jak byly na začátku [před mrtvicí], říká Langer. K nahrazení poškozených oblastí má tým v úmyslu vypěstovat sítě mozkových buněk na lešení, které chirurgicky implantují do postižené oblasti. Léky zapuštěné do lešení podpoří růst buněk, vytvoří spojení s okolními nativními buňkami a, jak vědci doufají, obnoví ztracené schopnosti pacienta po mrtvici.
Vědci dosud prokázali schopnost přimět nervové buňky k vytvoření sítě in vitro. Než však mohou být mozkové buňky implantovány, musí být připraveny na své nové role, podobně jako se středoškolští studenti musí naučit počítat, pokud chtějí uspět v inženýrském kurzu na MIT, říká Nathan Wilson, spolupracovník projektu a postdoktorand v mozkových a kognitivních vědách, který spolupracuje se Sur. Například buňky, které mají nahradit oblasti mozku zpracovávající zrak, potřebují být trénovány signály podobnými těm, které vysílají oči. V důležitém kroku ve výzkumu Wilson ukázal, že buňky pěstované v misce a vystavené elektrickým impulsům zhruba podobným těm z očí budou reagovat na tyto signály vytvářením sítí.
V dalším důležitém kroku Paul George, postgraduální student v Langerově laboratoři, ukázal, že elektricky vodivý plast, který tým chce použít jako
lešení je biokompatibilní. Když byl implantován po dobu šesti týdnů živým krysám, neurony rostly kolem něj a dokonce i skrz něj prostřednictvím otvorů v materiálu.
Sur říká, že neurální implantát obsahující propojené buňky pro pacienty s mrtvicí je pravděpodobně 20 let od dokončení, protože vědci se stále musí naučit, jak nejlépe vyrobit lešení, spárovat je s léky, které podporují růst nervů, a trénovat neurony. Snad nejdůležitější je, že potřebují najít buňky, které mozek neodmítne. To může znamenat úpravu kmenových buněk nebo změnu vlastních zralých buněk člověka tak, aby rostly jako mladé neurony.
Průběžné úspěchy však mohou být mnohem blíže. Proces učení se, jak vyrobit implantát – o kterém Sur říká, že je jako vyrobit kus mozku v misce – by měl vést k mnoha zásadním vědeckým objevům o tom, jak mozky fungují a opravují se. Například elektrodové mřížky používané k trénování buněčných sítí lze také použít ke čtení signálů odesílaných sítěmi, když se tvoří, a odhalit, jaká spojení se vytvářejí, říká Wilson.
Práce může vést k dalším novým terapiím. Vodivý plast může například fungovat jako elektrický spoj, překlenující mezery způsobené poraněním páteře. Může být také nabitý léky a implantován, aby povzbudil neurony kolem zranění, aby se více přepojily a podpořily zotavení po mrtvici. Takové pokroky by šly daleko ke zlepšení životů lidí, protože výzkumníci se přibližují svému konečnému cíli. – Od Kevina Bullise, SM ‘05