नैनोबायोमटेरियल रीढ़ की हड्डी की चोट वाले चूहों में न्यूरोनल विकास को बढ़ावा देता है

शंघाई में टोंगजी विश्वविद्यालय के टोंगजी अस्पताल के आर्थोपेडिक्स विभाग के शोधकर्ताओं ने चूहों में रीढ़ की हड्डी की चोटों के आसपास के सूजन वाले वातावरण को रोकने, न्यूरॉन्स के पुनर्जनन में तेजी लाने और तंत्रिका सर्किट के पुनर्निर्माण के लिए लेयर्ड डबल हाइड्रॉक्साइड (एलडीएच) नामक नैनोबायोमटेरियल का सफलतापूर्वक उपयोग किया है। रीढ़ की हड्डी।

शोधकर्ता उस अंतर्निहित आनुवंशिक तंत्र की पहचान करने में भी सक्षम थे जिसके द्वारा एलडीएच काम करता है। इस समझ से थेरेपी में और संशोधन की अनुमति मिलनी चाहिए, जो अन्य तत्वों के साथ मिलकर, अंततः मनुष्यों में रीढ़ की हड्डी की चोट से राहत के लिए एक व्यापक, नैदानिक ​​​​रूप से लागू प्रणाली का उत्पादन कर सकती है।

यह शोध 2 फरवरी को अमेरिकन केमिकल सोसाइटी जर्नल एसीएस नैनो में छपा।

रीढ़ की हड्डी की चोटों के लिए कोई प्रभावी उपचार नहीं है, जो हमेशा न्यूरॉन्स की मृत्यु, अक्षतंतु या तंत्रिका तंतुओं के टूटने और सूजन के साथ होती है।

भले ही शरीर नई तंत्रिका स्टेम कोशिकाओं का उत्पादन जारी रखता है, यह सूजन संबंधी माइक्रोएन्वायरमेंट (चोट स्थल पर तत्काल, छोटे पैमाने की स्थितियां) न्यूरॉन्स और अक्षतंतु के पुनर्जनन में गंभीर रूप से बाधा डालती है। इससे भी बुरी बात यह है कि इस क्षेत्र में प्रतिरक्षा कोशिकाओं के लंबे समय तक सक्रिय रहने से तंत्रिका तंत्र में द्वितीयक क्षति भी होती है, जिसके परिणामस्वरूप स्टेम कोशिकाएं खुद को नई कोशिका प्रकारों में अलग करने से रोकती हैं।

यदि चोट स्थल पर इस आक्रामक प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को नियंत्रित किया जा सकता है, तो संभावना है कि तंत्रिका स्टेम कोशिकाएं विभेदन शुरू कर सकती हैं, और तंत्रिका पुनर्जनन हो सकता है।

हाल के वर्षों में, नए नैनो-स्केल बायोमटेरियल्स - प्राकृतिक या सिंथेटिक सामग्री जो जैविक प्रणालियों के साथ बातचीत करते हैं - का एक बेड़ा तंत्रिका स्टेम कोशिकाओं के सक्रियण के साथ-साथ उनकी गतिशीलता और भेदभाव में सहायता के लिए डिज़ाइन किया गया है। इनमें से कुछ "नैनोकम्पोजिट" चोट वाली जगह पर दवाएं पहुंचाने और न्यूरोनल पुनर्जनन को तेज करने में सक्षम हैं।

ये नैनोकम्पोजिट अपनी कम विषाक्तता के कारण रीढ़ की हड्डी के उपचार के लिए विशेष रूप से आकर्षक हैं। हालाँकि, कुछ लोगों के पास साइट पर प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को बाधित या मध्यम करने की क्षमता होती है, और इसलिए वे अंतर्निहित समस्या से निपट नहीं पाते हैं। इसके अलावा, वे कैसे काम करते हैं इसके अंतर्निहित तंत्र अस्पष्ट रहते हैं।

नैनोलेयर्ड डबल हाइड्रॉक्साइड (एलडीएच) एक प्रकार की मिट्टी है जिसमें रीढ़ की हड्डी की चोटों से संबंधित कई दिलचस्प जैविक गुण होते हैं, जिनमें अच्छी बायोकम्पैटिबिलिटी (शरीर द्वारा अस्वीकृति से बचने की क्षमता), सुरक्षित बायोडिग्रेडेशन (आवेदन के बाद अणुओं का टूटना और हटाना), और उत्कृष्ट शामिल हैं। सूजनरोधी क्षमता.

प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया विनियमन के संबंध में बायोमेडिकल इंजीनियरिंग में एलडीएच का पहले से ही व्यापक रूप से पता लगाया जा चुका है, लेकिन मुख्य रूप से एंटी-ट्यूमर थेरेपी के क्षेत्र में।

अध्ययन के पहले लेखक, टोंगजी अस्पताल के आर्थोपेडिक्स विभाग के रोंगरोंग झू कहते हैं, "इन गुणों ने एलडीएच को रीढ़ की हड्डी की चोट से उबरने के लिए अधिक लाभकारी सूक्ष्म वातावरण के निर्माण के लिए वास्तव में एक आशाजनक उम्मीदवार बना दिया है।"

अध्ययन के संबंधित लेखक, लिमिंग चेंग के नेतृत्व में, शोध दल ने एलडीएच को चूहों की चोट वाली जगह पर प्रत्यारोपित किया और पाया कि नैनोबायोमटेरियल ने तंत्रिका स्टेम कोशिकाओं के प्रवासन, तंत्रिका भेदभाव, न्यूरॉन उत्तेजना के लिए चैनलों की सक्रियता और प्रेरण में काफी तेजी लाई है। क्रिया क्षमता (तंत्रिका आवेग) सक्रियण की।

चूहों के नियंत्रण समूह की तुलना में चूहों ने लोकोमोटिव व्यवहार में काफी सुधार दिखाया। इसके अलावा, जब एलडीएच को न्यूरोट्रोफिन-3 (एनटी3) के साथ जोड़ा गया, एक प्रोटीन जो नए न्यूरॉन्स के विकास और भेदभाव को प्रोत्साहित करता है, तो चूहों को एलडीएच की तुलना में बेहतर रिकवरी प्रभाव का आनंद मिला। संक्षेप में, एनटी3 न्यूरोनल विकास को बढ़ावा देता है जबकि एलडीएच एक ऐसा वातावरण बनाता है जहां उस विकास को पनपने दिया जाता है।

फिर, ट्रांसक्रिप्शनल प्रोफाइलिंग या एक साथ हजारों जीनों की जीन अभिव्यक्ति के विश्लेषण के माध्यम से, शोधकर्ता यह पहचानने में सक्षम थे कि एलडीएच अपनी सहायता कैसे करता है।

उन्होंने पाया कि एक बार जब एलडीएच कोशिका झिल्लियों से जुड़ जाता है, तो यह "ट्रांसफॉर्मिंग ग्रोथ फैक्टर-बीटा रिसेप्टर 2" (टीजीएफबीआर2) जीन को अधिक सक्रिय कर देता है, जिससे सूजन बढ़ाने वाली सफेद रक्त कोशिकाओं का उत्पादन कम हो जाता है और सफेद रक्त कोशिकाओं का उत्पादन बढ़ जाता है। जो सूजन को रोकता है।

टीजीएफबीआर2 को रोकने वाले एक रसायन के प्रयोग पर, उन्होंने पाया कि लाभकारी प्रभाव उलट गए थे।

एलडीएच इन प्रभावों को कैसे निष्पादित करता है, इसकी समझ से अब शोधकर्ताओं को इसके प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए थेरेपी में बदलाव करने और अंततः रीढ़ की हड्डी की चोटों के लिए एक व्यापक चिकित्सीय प्रणाली बनाने की अनुमति मिलनी चाहिए - इन बायोमटेरियल्स को एनटी 3 जैसे न्यूरोट्रॉफिक कारकों के साथ जोड़कर - जिनका उपयोग नैदानिक ​​​​अनुप्रयोग में किया जा सकता है। लोगों पर.

स्रोत

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