نانوبیومتریال رشد نورون ها را در موش های مبتلا به آسیب نخاعی افزایش می دهد

محققان بخش ارتوپدی بیمارستان Tongji در دانشگاه Tongji در شانگهای با موفقیت از نانوبیومتری به نام هیدروکسید دو لایه لایه ای (LDH) برای مهار محیط التهابی اطراف آسیب های نخاعی در موش ها، تسریع در بازسازی نورون ها و بازسازی مدار عصبی در موش ها استفاده کردند. ستون فقرات.

محققان همچنین توانستند مکانیسم ژنتیکی زیربنایی که LDH توسط آن کار می کند را شناسایی کنند. این درک باید امکان اصلاح بیشتر درمان را فراهم کند، که در ترکیب با عناصر دیگر، در نهایت می‌تواند یک سیستم جامع و قابل اجرا بالینی برای تسکین آسیب نخاعی در انسان ایجاد کند.

این تحقیق در 2 فوریه در مجله انجمن شیمی آمریکا ACS Nano منتشر شد.

هیچ درمان موثری برای آسیب های نخاعی که همیشه با مرگ نورون ها، شکستن آکسون ها یا رشته های عصبی و التهاب همراه است، وجود ندارد.

حتی اگر بدن به تولید سلول‌های بنیادی عصبی جدید ادامه می‌دهد، این ریزمحیط التهابی (شرایط فوری و در مقیاس کوچک در محل آسیب) به شدت مانع از بازسازی نورون‌ها و آکسون‌ها می‌شود. بدتر از آن، فعال شدن طولانی مدت سلول های ایمنی در این ناحیه همچنین منجر به ضایعات ثانویه سیستم عصبی می شود که به نوبه خود از تمایز سلول های بنیادی به انواع سلول های جدید جلوگیری می کند.

اگر این پاسخ ایمنی تهاجمی در محل آسیب تعدیل شود، این احتمال وجود دارد که سلول های بنیادی عصبی شروع به تمایز کنند و بازسازی عصبی رخ دهد.

در سال‌های اخیر، مجموعه‌ای از مواد زیستی جدید در مقیاس نانو - مواد طبیعی یا مصنوعی که با سیستم‌های بیولوژیکی تعامل دارند - برای کمک به فعال‌سازی سلول‌های بنیادی عصبی، همراه با تحرک و تمایز آنها طراحی شده‌اند. برخی از این "نانوکامپوزیت ها" قادر به رساندن دارو به محل آسیب و تسریع بازسازی نورون هستند.

این نانوکامپوزیت ها به دلیل سمیت کم برای درمان نخاع جذاب هستند. با این حال، تعداد کمی از آنها توانایی مهار یا تعدیل واکنش ایمنی در محل را دارند و بنابراین با مشکل اساسی مقابله نمی کنند. علاوه بر این، مکانیسم‌های اساسی نحوه عملکرد آنها نامشخص است.

هیدروکسید دوگانه نانولایه (LDH) نوعی خاک رس با خواص بیولوژیکی بسیار جالب مربوط به آسیب های نخاعی است، از جمله زیست سازگاری خوب (قابلیت جلوگیری از رد شدن توسط بدن)، تجزیه زیستی ایمن (تجزیه و حذف مولکول ها پس از استفاده)، و عالی. قابلیت ضد التهابی

LDH قبلاً به طور گسترده در مهندسی زیست پزشکی با توجه به تنظیم پاسخ ایمنی، اما عمدتاً در زمینه درمان ضد تومور مورد بررسی قرار گرفته است.

رونگرونگ ژو از دپارتمان ارتوپدی بیمارستان تونگجی، نویسنده اول این مطالعه، می گوید: «این ویژگی ها LDH را به یک کاندید واقعا امیدوارکننده برای ایجاد یک ریزمحیط بسیار مفیدتر برای بهبود آسیب نخاعی تبدیل کرده است.

تحت رهبری لیمینگ چنگ، نویسنده مسئول این مطالعه، تیم تحقیقاتی LDH را به محل آسیب موش پیوند زد و دریافت که این نانوزیست به طور قابل توجهی مهاجرت سلول‌های بنیادی عصبی، تمایز عصبی، فعال‌سازی کانال‌های تحریک نورون و القاء را تسریع کرده است. فعال سازی پتانسیل عمل (تکانه عصبی).

موش ها همچنین رفتار حرکتی قابل توجهی را در مقایسه با گروه کنترل از موش ها نشان دادند. علاوه بر این، هنگامی که LDH با نوروتروفین-3 (NT3)، پروتئینی که رشد و تمایز نورون‌های جدید را تشویق می‌کند، ترکیب شد، موش‌ها حتی از اثرات بهبودی بهتری نسبت به LDH به تنهایی برخوردار شدند. در اصل، NT3 رشد نورون ها را تقویت می کند در حالی که LDH محیطی را ایجاد می کند که در آن رشد اجازه رشد پیدا کند.

سپس، از طریق پروفایل رونویسی، یا تجزیه و تحلیل بیان ژن هزاران ژن به طور همزمان، محققان توانستند نحوه انجام کمک های LDH را شناسایی کنند.

آنها دریافتند هنگامی که LDH به غشای سلولی متصل می شود، باعث فعال شدن بیشتر ژن "تبدیل کننده فاکتور رشد β گیرنده 2" (TGFBR2) می شود و تولید گلبول های سفید را کاهش می دهد که التهاب را افزایش می دهد و تولید گلبول های سفید را افزایش می دهد. که التهاب را مهار می کند.

با استفاده از یک ماده شیمیایی که TGFBR2 را مهار می کند، آنها دریافتند که اثرات مفید آن معکوس شده است.

درک اینکه چگونه LDH این اثرات را انجام می دهد اکنون باید به محققان اجازه دهد تا درمان را برای بهبود عملکرد آن تغییر دهند و در نهایت یک سیستم درمانی جامع برای آسیب های نخاعی ایجاد کنند - ترکیب این مواد زیستی با عوامل نوروتروفیک مانند NT3 - که می تواند در کاربردهای بالینی استفاده شود. روی مردم

منبع

منبع: https://genesisnanotech.wordpress.com/2021/03/24/nanobiomaterial-boosts-neuronal-growth-in-mice-with-spinal-cord-injuries/