Injectarea unui gel în zona leziunilor măduvei spinării, existente în cazul unui grup de șoareci paralizați, a permis reluarea abilităților motorii ale acestora, după o perioadă de patru săptămâni.
Gelul imită matricea care se regăsește în mod normal în jurul celulelor, oferind o schelă care ajută celulele să se dezvolte. De asemenea, acesta oferă semnale care stimulează regenerarea nervilor.
Samuel Stupp și colegii acestuia din cadrul Universității Northwestern din Chicago au creat un material format din unități de proteine, denumite monomeri, care, în prezența apei, se auto-asamblează în lanțuri lungi, denumite fibrile supramoleculare.
Atunci când au fost injectate în măduva spinării șoarecilor care sufereau de paralizie la nivelul picioarelor posterioare, aceste fibrile au format un gel în zona leziunii.
Cercetătorii au injectat 76 de șoareci paralizați fie cu fibrile, fie cu un tratament placebo, pe bază de soluție salină, la o zi după ce aceștia au suferit trauma. Ei au descoperit faptul că gelul a permis șoarecilor paralizați să meargă la 4 săptămâni după injectare. Șoarecii cărora li s-a administrat soluția placebo nu și-au recăpătat capacitatățile motorii.
Echipa a descoperit faptul că gelul a ajutat la regenerarea capetelor tăiate ale neuronilor și a redus cantitatea de țesut cicatricial din zona leziunii, care, de obicei, formează o barieră în calea regenerării. De asemenea, gelul îmbunătățește formarea vaselor de sânge, lucru care a condus la furnizarea unei cantități mai mari de nutrienți la nivelul celulelor măduvei spinării.
„Amploarea recuperării funcționale și dovezile biologice solide ale regenerării țesutului, pe care le-am observat folosind un model ce emulează o traumă umană gravă, fac ca această terapie să fie superioară altor abordări. Alte tratamente folosesc celule stem, gene sau proteine și au o siguranță și eficacitate îndoielnice”, a declarat Stupp.
Capacitatea de deplasare a șoarecilor a fost evaluată în două moduri. În primul rând, șoarecilor li s-a acordat un scor general, care a luat în calcul mișcarea gleznelor, stabilitatea corpului, plasarea labelor și pașii efectuați. Șoarecii tratați cu gel au avut un scor de trei ori mai mare decât cei care au primit substanța placebo.
De asemenea, echipa a evaluat capacitatea de deplasare prin scufundarea membrelor posterioare ale șoarecilor în coloranți. După asta, rozătoarele s-au deplasat pe o pistă îngustă, căptușită cu hârtie albă. În urma acestui test s-a observat faptul că gelul a crescut atât lățimea, cât și lungimea pasului.
„Lungimea și lățimea pasului ar trebui să se coreleze cu existența mai multor axoni recrescuți (fibre nervoase), care inervează mușchii piciorului”, a declarat Stupp.
Efectul de regenerare al gelului se datorează secvențelor scurte de proteine, pe care echipa le-a proiectat pe capetele monomerilor. Aceste secvențe furnizează semnale regenerative, care sunt preluate de către receptorii aflați pe suprafața celulelor măduvei spinării.
Prin modificarea părții non-semnal a acestor monomeri, echipa a descoperit faptul că îmbunătățirea capacității moleculelor de a se deplasa în și din structura fibrilei a îmbunătățit recuperarea șoarecilor. Aceste fenomen se poate datora faptului că mobilitatea crescută a permis sporirea interacțiunilor dintre semnale și receptori.
„Deși transpunerea terapiilor realizate pe șoareci la oameni nu este foarte ușoară, ar fi foarte interesant dacă această descoperire s-ar putea aplica și în cazul pacienților umani”, declarat Ann Rajnicek din cadrul Universității din Aberdeen, Marea Britanie.