Известно, что повреждённые нейроны центральной нервной системы не регенерируют, хотя и не до конца ясно, почему. Возможно, они сами не обладают способностью к быстрой регенерации, а окружающие их глиальные клетки могут препятствовать их росту. На конференции NSTI Nanotech 2007 Национального Института Стандартов и Технологии были представлены два доклада, рассказывающие о применении нанотехнологий для регенерации нервных клеток.

В одном докладе описывается использование магнитных наночастиц для создания механического натяжения, стимулирующего рост аксонов. Исследователи из Университета Майами (University of Miami) разрабатывают методы инкорпорации магнитных наночастиц в аксоны в повреждённых участках ткани. В качестве моделей in vivo используются ткани зрительного нерва и спинного мозга, а моделью in vitro являются отдельные нейроны сетчаточного ганглия. Хотя работа всё ещё находится на весьма раннем этапе, она может оказаться важной для лечения травм спинного мозга, и стать новым шагом на пути к внедрению новой технологии в клиническую практику.

В другом исследовании ориентированные нановолокна, содержащие факторы роста, использовались в качестве биоактивной матрицы, на которой могут расти нервные клетки. Учёные из Университета Калифорнии в Беркли (University of California, Berkeley) обратили своё внимание на периферийные нервы, травмы которых часто приводят к пожизненной потере трудоспособности, в частности – сенсорных и моторных функций. Самой тяжёлой формой такой травмы является разрыв нерва. Разорванный нерв может регенерировать. Для этого необходимо, чтобы нервное волокно с той стороны разрыва, которое ближе к спинному мозгу, проросло до отделённой части; обычно такая регенерация ограничена длиной повреждённого участка до нескольких миллиметров. Если разрыв имеет большую протяжённость, нервное волокно не может самостоятельно восстановиться.

На сегодняшний день такие травмы лечат путём автотрансплантации здорового участка нервного волокна из другого места в организме в область повреждений. Этот участок является «ориентиром» для роста повреждённого нерва. Такой метод обладает очевидными недостатками: потерей функции в донорской области, необходимость нескольких операций, а часто найти подходящий нерв для трансплантации оказывается просто невозможно. Существуют различные синтетические «протезы», но они работают хуже, чем автотрансплантация; они способны соединять разрывы длиной до 4 сантиметров.

Группа из Беркли разработала новый метод, потенциально способный заменить синтетические волокна. Их материал состоит из ориентированных полимерных нановолокон, сопряжённых с биохимическими веществами (факторами роста). Таким образом, новый материал направляет рост нерва не только физически, но и биологически. Метод был протестирован на культурах нейронов крысы. На неориентированных подложках рост нервных клеток не наблюдался, в то время как на ориентированных клетки не только росли, но рост этот происходил в том же направлении, в котором были ориентированы нановолокна. Добавление же биохимических веществ усилило этот рост в 5 раз – за 5 дней нервные волокна проросли на 4 мм.

Для того, чтобы новую технологию можно было применять в клинической практике, исследователи также разработали новый метод производства нановолокон, основанный на электроспиннинге и позволяющий изготавливать подложки из ориентированных волокон нужной длины и толщины. Доклинические испытания новой технологии лечения на животных начнутся в мае, а сама технология патентуется Университетом Калифорнии и была лицензирована компании NanoNerve, Inc.

Василий Артюхов