Травмы спинного мозга у человека и других млекопитающих традиционно считаются необратимыми. Когда аксоны — длинные отростки нервных клеток — разрываются, на месте повреждения быстро формируется плотный рубец, который полностью блокирует прохождение нервных импульсов. Это приводит к пожизненному параличу, потере чувствительности и нарушению функций малого таза. Однако ученые из НИИ скорой помощи им. Н. В. Склифосовского и Ставропольского государственного медицинского университета нашли способ решить эту проблему, обратившись к механизмам регенерации примитивных беспозвоночных. Результаты их успешного эксперимента на свиньях опубликованы в престижном научном журнале PLOS One.
Биологический «клей» для нервных волокон
Некоторые беспозвоночные, например микроскопические круглые черви, способны самостоятельно восстанавливать разорванные нервы путем их слияния. У млекопитающих этот процесс невозможен, так как после полного рассечения концы спинного мозга естественным образом расходятся.
Чтобы воссоздать природный механизм слияния, российские ученые разработали специализированный фузогенный гель. В его состав вошли медицинский полиэтиленгликоль и биополимер хитозан. Этот состав выполняет роль молекулярного «клея», который заполняет пустое пространство и буквально сваривает поврежденные клеточные мембраны аксонов друг с другом.
Впечатляющие результаты
Для проверки эффективности геля исследователи провели операцию на пяти свиньях породы венгерская мангалица. В условиях глубокого наркоза животным полностью перерезали спинной мозг. Трем свиньям в зону повреждения ввели экспериментальный гель и стабилизировали позвоночник титановыми конструкциями. Две свиньи вошли в контрольную группу — им провели только фиксацию позвоночника без применения препарата.
Разница в процессе реабилитации оказалась колоссальной. У животных, получивших лечение гелем, уже через двое суток начали возвращаться тактильные ощущения. На пятый день у них полностью восстановился контроль над мочевым пузырем. К 60-му дню все три свиньи смогли самостоятельно вставать и полноценно ходить на всех четырех конечностях. В то же время животные из контрольной группы остались полностью парализованными.
Микроскопический анализ тканей подтвердил: у необработанных свиней на месте разреза образовались массивные рубцы и кисты, тогда как у подопытных животных ученые зафиксировали новые нервные волокна, успешно проросшие через зону травмы.
Надежда для парализованных
По мнению авторов работы, столь стремительное восстановление невозможно объяснить одной лишь постепенной регенерацией аксонов. Гель запускает механизмы мгновенного нейровосстановления, обеспечивая прямое слияние мембран.
Несмотря на то, что до клинических испытаний на людях предстоит провести еще серию крупных исследований на животных, данная работа научно доказала возможность функционального восстановления спинного мозга после его полного анатомического разрыва.
Впервые удалось восстановить поврежденные связи между головным и спинным мозгом
Создан имплант из графена для двусторонней связи с мозгом в реальном времени
В Китае парализованный мужчина вновь смог ходить благодаря нейроимпланту
Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX
