Нейрогель быстро вернул свиньям способность ходить после травмы спинного мозга
Хирурги восстановили поврежденный спинной мозг парализованных свиней, применив полимерный гель для мгновенного склеивания нервных окончаний. Через пару недель животные начали делать активные попытки вставать, а спустя два месяца полностью восстановились. В будущем подход может стать основой для скорой помощи поврежденных нервов.
Травмы спинного мозга у млекопитающих почти всегда приводят к необратимому параличу. Когда длинные отростки нервных клеток разрываются, организм быстро формирует на месте повреждения плотный рубец. Он работает как глухая стена: механически не дает электрическому сигналу проходить дальше. Связь головного мозга с конечностями прерывается, человек или животное навсегда теряет способность двигаться.
Десятилетиями медицина пытается заставить нервную ткань расти заново, пробиваясь через рубцы. Для этого применяют стволовые клетки или стимулирующие препараты, процесс занимает многие месяцы и часто заканчивается неудачей.
Другой путь предлагают создатели нейрочипов. Устройства улавливают сигналы мозга и передают их в обход травмы, возвращая движение сразу. Но сама нервная ткань спинного мозга при этом не заживает, а метод требует сложной операции.
Некоторые виды беспозвоночных животных умеют восстанавливать перерезанные нервы иначе: их нервные отростки физически находят друг друга и сливаются воедино, возвращая проводимость без долгой регенерации. Ученые из НИИ скорой помощи имени Склифосовского решили скопировать этот природный механизм. Они создали фьюзогенный материал на основе полиэтиленгликоля и хитозана. Такой полимер может склеивать разорванные мембраны нервных клеток до того, как они погибнут и покроются рубцом.
Анатомия спинного мозга, кровообращение и реакция на травмы у свиней очень близки к человеческим. Авторы научной работы выясняли, сможет ли разработанный гель вернуть животным способность двигаться после травмы спинного мозга. Результаты опубликовали в журнале PLOS One.
В эксперименте участвовали пять свиней. Под наркозом хирург скальпелем перерезал животным спинной мозг. Трем особям на место пересечения сразу нанесли экспериментальный гель, сам позвоночник жестко зафиксировали металлическими винтами и стержнями. Две свиньи вошли в контрольную группу — им закрепили позвонки, но полимер не применяли. После операции всем животным делали массаж ног и стимулировали мышцы электричеством.
Наблюдаемое различие на этой малой выборке проявилось стремительно. У свиней с полимерным гелем чувствительность кожи восстановилась уже на второй день. На пятые сутки эта группа начала контролировать мочевой пузырь. Спустя 60 дней все три особи сами стояли и уверенно ходили на четырех лапах. Обе свиньи без гелевой терапии остались парализованными.
Ткани животных дополнительно изучили под микроскопом. В контрольной группе исследователи увидели массивные рубцы, кисты с жидкостью и погибшие нервы. В тканях пролеченных свиней биологи зафиксировали плотные нервные волокна, пересекающие линию разреза. Возвращение подвижности произошло именно за счет экстренного физического слияния нервов под действием геля, поскольку естественная регенерация занимает гораздо больше времени.
У нового метода есть жесткие ограничения. Во-первых, спинной мозг повреждали путем хирургического разреза. В реальности же спинной мозг при травмах сминается и рвется хаотично, склеить такие повреждения будет намного сложнее.
Во-вторых, полимер работает только в первые часы, пока шрам не сформировался. Это концептуально меняет взгляд на лечение спинальных травм, смещая фокус с долгой регенерации на немедленную физическую починку ткани.
Доказанный на свиньях результат подтвердил, что фьюзогенная терапия способна работать на крупных млекопитающих. До клинических испытаний на людях биологам и медикам еще предстоит длинный путь.
При успешном развитии технология может лечь в основу принципиально новой экстренной медицины. Врачи смогут вводить полимер пострадавшим прямо на месте катастрофы, спасая нейронные связи до прибытия в операционную.
