Vědci z Northwestern Univerzity vyvinuli novou terapii těžkých poranění míchy, využívající “tančící molekuly” ke zvrácení paralýzy.

Injekce “tančících molekul” zlepšila regeneraci poraněné míchy pomocí pěti různých cest –⁠ došlo k regeneraci axonů, které byly poraněním zničeny. Ubyla tkáň, která tvoří jizvu a může bránit regeneraci a opravě. Regeneroval se myelin, který je pomocníkem neuronů a zefektivňuje přenos signálu. Došlo k regeneraci cév, které dodávají postiženému místu živiny a přežilo více motorických neuronů. To jsou ty, které vedou informace z mozku nebo páteřní míchy ke kosterním svalům.

Podle národního statistického centra pro poranění míchy žije v současnosti ve Spojených státech téměř 300 000 lidí s poraněním míchy. U méně než 3 % lidí s vážným poraněním dojde k obnovení některých pohybových funkcí. Očekávaná délka života těchto pacientů je výrazně nižší a za posledních 80 let se léčba výrazně neposunula.

Tekutina, kterou vědci vyvinuli se po aplikaci promění do komplexní sítě nanovláken, které napodobují extracelulární matrix míchy. Zajistí tedy náhradní matrici, na kterou reagují biologické signální molekuly a tato náhradní matrix je tak schopna komunikovat s buňkami těla. Klíčovou inovaci přináší řízení pohybu tisíců molekul. Tím, že se molekuly rychle pohybují, tedy takzvaně tancují po těle, jsou schopny se účinněji propojit s receptory v našem těle a rychleji tak obnovit funkci poškozené tkáně. Testy na lidských buněčných kulturách vykazovaly zvýšenou aktivitu a zvýšenou buněčnou signalizaci. Látka nezůstává v organismu, během 12 týdnů dojde k její degradaci bez znatelných vedlejších účinků. Jedná se o první studii, kde vědci využili “společného rozpohybování molekul” prostřednictvím změn v chemické struktuře, aby zvýšili jejich terapeutický účinek.

Vzhledem k tomu, že samotné buňky a jejich receptory jsou v neustálém pohybu, rychle se pohybující molekuly mají vyšší pravděpodobnost, že na receptor narazí. Když se s receptory setkají, spustí dva signály – oba zcela zásadní pro opravu poškozené míchy. Jeden ze signálů zprostředkovává regeneraci axonů (výběžky neuronu, kterými proudí signál a jejich poškození funguje zjednodušeně jako přerušení kabelu – přerušení může způsobit například ztrátu citu v končetinách, nebo dokonce paralýzu).

Druhý signál způsobuje proliferaci, tedy množení různých typů buněk a podporuje tak například růst cév, které byly na daném místě poškozeny a bez nichž nemá tkáň živiny pro své přežití. Terapie také indukuje obnovu myelinu a redukuje gliové zjizvení, které působí jako fyzická bariéra regenerace.

Jednoduchá animace, která ukazuje, jak jediná injekce obnoví spojení v nervovém systému v místě těžkého poranění míchy. Zdroj: Northwestern University

Nová terapie má potenciální využití k prevenci ochrnutí po vážném traumatu jako jsou zranění při automobilových nehodách, sportovní nehody nebo střelná poranění. Vědci věří, že tento “tanec – neboli supramolekulární pohyb” je klíčových objevem, který bude možné aplikovat i na jiné nemoci, například Parkinsonovu chorobu, nebo Alzheimerovu demenci.

Zdroje: Northwestern University

Bioactive scaffolds with enhanced supramolecular motion promote recovery from spinal cord injury (science.org)

Regenerative Medicine Breakthrough: “Dancing Molecules” Successfully Repair Severe Spinal Cord Injuries (scitechdaily.com)

Zdroj úvodní fotografie: Joyce McCown, Unsplash