Синтетические молекулы и их подвижность: учёные нашли новый ключ к регенерации спинного мозга

Исследователи из Северо-Западного университета в Чикаго под руководством Зайды Альварес разработали метод восстановления повреждённого спинного мозга у мышей. Учёные применили особую смесь материалов, имитирующих природные белки, которые стимулируют регенерацию клеток.

Производство естественных белков дорого, а срок их жизни очень короток. Вместо них команда использовала синтетические молекулы — пептидные амфифилы. После инъекции в спинной мозг они самостоятельно собираются в волокна, формируя гибкие связи и взаимодействуя с клеточными рецепторами.

Связанные тысячами, такие молекулы сохраняют активность несколько недель. Этот подход дешевле и действует значительно дольше. К пептидным амфифилам присоединили две сигнальные молекулы: одна стимулирует рост повреждённых нервных отростков — аксонов, а другая запускает образование новых кровеносных сосудов.

Терапия способствует заживлению пятью путями: регенерацией аксонов, уменьшением рубцовой ткани, восстановлением миелиновой оболочки вокруг нервных волокон, созданием новых сосудов и сохранением большего числа нейронов.

Ключевым фактором эффективности, выявленным в опытах на мышах и человеческих клетках, стала подвижность введённых молекул. Учёные смогли контролировать коллективное движение более 100 000 молекул внутри нановолокон.

«Подвижные молекулы, временно покидая полимерные структуры, эффективнее связываются с рецепторами», — пояснили исследователи.

Пока не до конца ясно, почему повышенная мобильность увеличивает результативность. Учёные полагают, что быстрые молекулы чаще контактируют с рецепторами, тогда как медленные могут никогда не встретиться с клеткой.

По мнению команды Альварес, эти результаты помогут в создании терапии для регенерации спинного мозга у людей. Синтетические молекулы расщепляются в организме за двенадцать недель, что предполагает их безопасность. В перспективе метод может предотвращать паралич после серьёзных травм или заболеваний.