Уникальный белковый каркас ускоряет восстановление мозга после травм

Российские учёные из МГУ имени М.В. Ломоносова при участии национального исследовательского коллектива изучили возможность восстановления мозговой ткани с помощью матрицы из белка фиброина шёлка. Как отмечает издание Научная Россия, эксперименты на крысах с повреждениями мозга подтвердили, что этот материал хорошо совместим с биологическими тканями и способствует ускоренной регенерации нервных клеток.

Научная статья опубликована в журнале Neurochemical Research 5 декабря.

Травмы головного мозга, инсульты и нейродегенеративные болезни остаются серьёзной проблемой для западных стран, вызывая утрату трудоспособности. В настоящее время методы, способные эффективно стимулировать регенерацию нервных тканей, ограничены. Чтобы расширить терапевтические возможности, учёные под руководством профессора Дмитрия Зорова использовали микроконструкции из шелкового фиброина, формирующие каркас для роста новых нейронных структур.

Как рассказывает ведущий научный сотрудник НИИ физико-химической биологии МГУ Егор Плотников, фиброин обладает уникальными свойствами. Он легко преобразуется в трёхмерные структуры с различной пористостью и направленностью волокон. Кроме того, белок содержит особые аминокислотные мотивы, которые нейроны распознают и используют для передачи сигналов, необходимых для роста и миграции клеток.

Сначала исследователи проверили материал на культуре нейронов: клетки успешно прикреплялись и росли на микрокаркасе, образуя структуру, близкую по организации к настоящей мозговой ткани. Эти опыты подтвердили высокую биосовместимость фиброина с нервными клетками.

Далее эксперименты проводились на лабораторных крысах.

Животных разделили на три группы: первая подвергалась трепанации черепа без повреждения коры, во второй была вызвана точечная травма двигательной коры левого полушария, в третьей вместе с травмой имплантировали фиброиновый каркас. У животных со сломанной корой фиксировались отклонения в движениях правых конечностей. Все опыты выполнялись в соответствии с международными стандартами биоэтики.

Для оценки восстановления учёные наблюдали за восстановлением двигательной активности у пострадавших крыс, а также изучали ткани мозга под микроскопом. Сравнение этих данных подтвердило положительный эффект применения фиброинового каркаса.

На четвёртый день после операции у крыс с имплантатом функции правых конечностей улучшились на 25% по сравнению с животными без вставленного каркаса. Кроме того, размер зоны повреждения сократился примерно на 30%. Эти результаты доказывают, что микроконструкции на основе шёлкового фиброина ускоряют и улучшают процесс регенерации мозга.

В дальнейшем команда планирует продолжить исследования, чтобы адаптировать данный материал к нейрохирургической практике. Как отметил Егор Плотников, актуальной задачей остаётся интеграция каркаса с нервной тканью и обеспечение максимального приживления конструкции. Особое внимание будет уделено влиянию этой технологии на дифференцировку и миграцию стволовых клеток мозга, конечная цель — создание полноценной тканевой регенерации в местах повреждений и переход к этапу прототипирования.

Пресс-служба МГУ

Изображение: Фотобанк Freepik