Αρουραίοι περπατούν ξανά χάρη σε τρισδιάστατη εκτύπωση και βλαστοκύτταρα

Μια πρωτοποριακή ανακάλυψη από το University of Minnesota ανοίγει νέους ορίζοντες στην αποκατάσταση τραυματισμών του νωτιαίου μυελού, μια από τις πιο καταστροφικές και μέχρι σήμερα ανίατες βλάβες. Ερευνητές συνδύασαν τρισδιάστατη εκτύπωση, βλαστοκυτταρική τεχνολογία και καλλιεργημένους ιστούς στο εργαστήριο, δημιουργώντας μια μέθοδο που κατάφερε να αποκαταστήσει την κινητικότητα σε αρουραίους με πλήρη διατομή του νωτιαίου μυελού.

Η μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Advanced Healthcare Materials, φέρνει μια νέα προοπτική στον τομέα της αναγεννητικής ιατρικής. Σύμφωνα με το National Spinal Cord Injury Statistical Center, περισσότερα από 300.000 άτομα στις Ηνωμένες Πολιτείες ζουν με τραυματισμούς στον νωτιαίο μυελό. Μέχρι σήμερα, δεν υπήρχε μέθοδος που να μπορεί να αναστρέψει πλήρως τη βλάβη και την παράλυση που αυτή προκαλεί, καθώς τα νευρικά κύτταρα πεθαίνουν και οι νευρικές ίνες δεν έχουν τη δυνατότητα να αναπτυχθούν εκ νέου στο σημείο της βλάβης.

Οι επιστήμονες του University of Minnesota προσέγγισαν το πρόβλημα με μια διαφορετική φιλοσοφία. Δημιούργησαν ένα τρισδιάστατο εκτυπωμένο «σκελετό» – γνωστό ως organoid scaffold – με μικροσκοπικά κανάλια. Στη συνέχεια, τα κανάλια αυτά γέμισαν με ειδικά προγονικά κύτταρα του νωτιαίου μυελού (sNPCs), τα οποία προέρχονται από βλαστοκύτταρα ενηλίκων και έχουν τη δυνατότητα να διαφοροποιηθούν σε ώριμα νευρικά κύτταρα.

Όπως εξήγησε ο Guebum Han, πρώην μεταδιδακτορικός ερευνητής μηχανολογίας στο πανεπιστήμιο και πρώτος συγγραφέας της μελέτης, η τρισδιάστατη εκτύπωση προσφέρει τη δυνατότητα να «καθοδηγείται» η ανάπτυξη των νέων κυττάρων.

Χρησιμοποιούμε τα τρισδιάστατα κανάλια του σκελετού για να κατευθύνουμε την ανάπτυξη των βλαστοκυττάρων, διασφαλίζοντας ότι οι νευρικές ίνες θα αναπτυχθούν με τον επιθυμητό τρόπο. Η μέθοδος λειτουργεί σαν ένα σύστημα αναμετάδοσης που τοποθετείται στον νωτιαίο μυελό και παρακάμπτει την κατεστραμμένη περιοχή.

Στο πείραμα, οι ερευνητές τοποθέτησαν τους εκτυπωμένους σκελετούς σε αρουραίους με πλήρως κομμένο νωτιαίο μυελό. Τα κύτταρα διαφοροποιήθηκαν επιτυχώς σε νευρώνες και ανέπτυξαν ίνες προς δύο κατευθύνσεις: προς το κεφάλι (rostral) και προς την ουρά (caudal). Οι νέες νευρικές συνδέσεις ένωσαν το εμφύτευμα με τα υπάρχοντα κυκλώματα του ζώου, με αποτέλεσμα να παρατηρηθεί σταδιακή αλλά σημαντική αποκατάσταση της κίνησης.

Η εξέλιξη αυτή χαρακτηρίζεται ως ορόσημο. Η Ann Parr, καθηγήτρια νευροχειρουργικής στο University of Minnesota, τόνισε:

Η αναγεννητική ιατρική έχει εγκαινιάσει μια νέα εποχή στην έρευνα για τους τραυματισμούς του νωτιαίου μυελού. Το εργαστήριό μας ανυπομονεί να διερευνήσει τις μελλοντικές δυνατότητες των ‘mini spinal cords’ για κλινική εφαρμογή.

Παρόλο που η μέθοδος βρίσκεται ακόμη σε πειραματικό στάδιο, τα αποτελέσματα ανοίγουν έναν δρόμο ελπίδας για εκατοντάδες χιλιάδες ανθρώπους σε όλο τον κόσμο που ζουν με σοβαρές κινητικές αναπηρίες. Η ερευνητική ομάδα φιλοδοξεί να κλιμακώσει την παραγωγή των εκτυπωμένων σκελετών και να αναπτύξει περαιτέρω τη συνδυαστική αυτή τεχνολογία, ώστε να μπορέσει κάποια στιγμή να δοκιμαστεί και σε ανθρώπους.

[via]