Ayudando a que los nervios dañados vuelvan a crecer
Cómo los nervios dañados pueden volver a crecer. Crédito: mattweis basado en plantillas del MPI para Polymer Research
Los tractos nerviosos amputados son muy difíciles de tratar. En todo caso, el daño hasta ahora solo puede repararse mediante operaciones complejas. En el Instituto Max Planck para la Investigación de Polímeros, hemos desarrollado materiales que estimulan el crecimiento de los nervios dañados. Los resultados de las pruebas iniciales en ratones muestran que los tractos nerviosos pueden regenerarse de esta manera.
¿Alguna vez ha intentado sostener un bolígrafo sin usar el pulgar? Entonces sabrás lo difícil que es esto. Lo que puede parecer un interesante ejercicio para los dedos es para muchos una amarga realidad. Si las vías nerviosas se dañan o se cortan por completo como resultado de un accidente de tráfico o una lesión laboral, las extremidades individuales o incluso partes enteras del cuerpo pueden entumecerse y, a menudo, ya no se pueden mover. En el pasado, la única posibilidad de restaurar su funcionalidad ha sido a través de la cirugía. Algunas operaciones implican la extracción de hebras nerviosas de otra parte del cuerpo y su reinserción en el lugar dañado. De esta manera, las terminaciones nerviosas dañadas pueden volver a crecer juntas, restaurando un cierto grado de movimiento a la parte afectada.
El crecimiento requiere estructura
Aunque los nervios pueden ser capaces de unir un conexión cortada, el proceso es extremadamente complejo y no siempre tiene éxito. Además, un marco de proteínas rodea los nervios sanos, y las fibras nerviosas lesionadas dependen de que este marco permanezca intacto. Sin embargo, las lesiones a menudo dañan no solo el tracto nervioso en sí, sino también este marco. Esta llamada matriz extracelular forma el andamiaje de los tractos nerviosos. Al igual que las plantas de tomate necesitan un enrejado, las células nerviosas necesitan esta matriz para crecer al lado. En el Instituto Max Planck para la Investigación de Polímeros, hemos desarrollado un material que consta de bloques de construcción endógenos, que se pueden utilizar para reemplazar esta matriz. Y como se demostró, el marco artificial ayuda a que los nervios dañados se regeneren. La matriz natural consiste en proteínas particulares: moléculas de cadena larga plegadas como bolas de lana. Un gran número de estas diminutas bolas de lana se alinean para formar largas fibras. Estas diversas fibras forman una red, la matriz extracelular, a la que las células nerviosas pueden adherirse.
Fibras construidas con Lego Para que se formen estas proteínas, deben tener lugar numerosos procesos bioquímicos complejos dentro del cuerpo, demasiado complejos para ser recreados en un tubo de ensayo Nuestra investigación tiene un enfoque diferente: aunque usamos los mismos materiales básicos que componen la matriz extracelular, los ensamblamos de una forma más simple. Utilizamos moléculas de cadena corta conocidas como péptidos que, al igual que las proteínas, están compuestas de bloques de construcción de aminoácidos. Producimos estos péptidos con precisión química, lo que nos permite determinar la posición exacta de cada bloque de construcción individual. Para usar una analogía, nuestro diseño químico preciso crea ‘espárragos’ y ‘agujeros’ correspondientes en las moléculas, similares a los ladrillos de Lego. Dos moléculas peptídicas sintetizadas de esta manera se alinearán naturalmente para que el perno y el orificio se encuentren. Esto entonces crea una estructura estable. Pudimos usar esta técnica para producir fibras largas que, a pesar de sus diferentes estructuras microscópicas, se parecen mucho a las fibras de la matriz extracelular del nervio en forma y composición química.
Del tubo de ensayo al ratón
Cómo ¿Cómo se comportan las células nerviosas cuando van a crecer en esta matriz extracelular artificial? ¿Cómo cambian estas características de crecimiento cuando alteramos los péptidos usados originalmente? Investigamos estas cuestiones en colaboración con nuestro socio Bernd Knll, profesor del Instituto de Química Fisiológica de la Universidad de Ulm. Producimos varias estructuras peptídicas, las depositamos en sustratos de vidrio y cultivamos células nerviosas en ellas. Mientras que las células nerviosas en algunas estructuras de fibra apenas crecieron, en otras vimos la rápida formación de axones, protuberancias delgadas que crean las conexiones con otras células nerviosas.
Propiedades pioneras
Como lo demuestra el experimento de laboratorio en ratones, el daño inicial a los tractos nerviosos se puede reparar utilizando nuestra matriz artificial. Sin embargo, antes de usar el material en aplicaciones clínicas, se requiere una mayor optimización ya que las células nerviosas de nuestro material aún no crecen tan bien como lo hacen en la matriz natural. También crecen de manera bastante desordenada en todas las direcciones. Nuestro siguiente paso será incorporar los llamados factores de crecimiento en la matriz artificial para acelerar aún más el proceso de curación. Además, queremos orientar las estructuras de fibras inyectadas para ayudar a las células nerviosas a crecer en una dirección específica.
Confiamos en que nuestra matriz extracelular artificial podría representar una buena alternativa a la cirugía compleja para lesiones nerviosas menores. tratados La investigación adicional también podría conducir a un método para tratar no solo las lesiones en el sistema nervioso periférico sino también en el sistema nervioso central.
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Un sistema de guía inyectable para células nerviosas proporcionado por la Sociedad Max Planck Cita: Ayudando a que los nervios dañados vuelvan a crecer (11 de junio de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https: //medicalxpress.com/news/2020-06-nerves-re-grow.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.