Инженеры учат клетки
создавать мозг
из мозгоподобных структур
для лечения
нейродегенеративных заболеваний.
Болезнь Альцгеймера остаётся одной из самых сложных загадок современной медицины. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с постепенной потерей памяти, способностей к обучению и даже личности. Несмотря на десятилетия исследований, радикального метода лечения пока не найдено. Но команда учёных из Университета Цинхуа под руководством профессора Лин Фенга и исследователя Сон Ю предложила подход, который звучит почти как научная фантастика — «мозговой пластырь», напечатанный на биопринтере.
Идея опирается на технологии биологической 3D-печати — метода, при котором вместо пластика используются живые клетки и биосовместимые гидрогели. Такие материалы позволяют подружить механику с биологией, создавая на основе их союза структуры, похожие по свойствам на ткани человеческого организма. В случае команды Фенга и Ю инженеры напечатали мозгоподобные фрагменты, в которых нервные стволовые клетки смогли не просто выжить, но и превратиться в полноценные нейроны.
Главное преимущество этой технологии перед традиционными методами трансплантации заключается в контроле: клетки получают поддерживающее микроокружение, подобное естественной ткани мозга. В такой «капсуле» они защищены от агрессивной среды больного мозга и способны интегрироваться в него постепенно, формируя новые нейронные связи.
Эксперименты на крысах, моделирующих болезнь Альцгеймера, показали впечатляющие результаты. Напечатанные трансплантаты не только дольше сохраняли живые клетки — более чем в три раза по сравнению с инъекционными суспензиями, — но и активировали восстановление утраченных когнитивных функций. В гиппокампе животных, отвечающем за память и обучение, удалось зафиксировать восстановление долговременной потенциации (LTP) — электрофизиологического процесса, лежащего в основе запоминания.
Особенно примечательно, что среди вновь образованных нейронов преобладали ГАМКергические клетки — особый тип, который помогает сбалансировать электрическую активность мозга и предотвращает нейронные перегрузки. Это говорит о возможности более точной настройки терапевтического эффекта на уровне нейронных сетей. То есть у нас есть полные основания утверждать, что печать мозговых клеток продвинула медицину весьма и весьма значительно. В плане лечения нейродегенеративных заболеваний авторы без ложной скромности считают свою разработку шагом в будущее. И действительно, их публикация в журнале Advanced Science от 7 ноября стала одной из первых, показавших практическую эффективность биопечати как способа помочь пациентам буквально прийти в себя. Статью, кстати, они так и назвали: «Передовая терапия стволовыми клетками: 3D-биопечать мозгоподобных трансплантатов для лечения болезни Альцгеймера».
Первые авторы исследования — докторант Гай Ке, ассистент Сон Ю и профессор Лин Фенг — отмечают, что их метод может стать основой для создания «живых имплантатов» не только при болезни Альцгеймера, но и при других повреждениях мозга. Они уверенны, что сочетание инженерии, клеточной биологии и медицины приведёт нас к построению тканей, способных восстанавливать центральную нервную систему без искусственных материалов.
При всём этом, до клинических испытаний на людях ещё очень далеко. Тем не менее, результаты исследования дают осторожную надежду и стимул пройти этот долгий и непростой путь. Биопечать мозгоподобных структур показывает, что в будущем лечение болезней мозга может перейти от химических препаратов к «органической инженерии» — созданию новых живых элементов, способных заменить разрушенные участки мозга. Это ли не фантастика?!
Когда технологии механической точности встречаются с живой материей, появляется шанс, что человеческий мозг всё-таки научится восстанавливаться.
АРМК, по материалам Университета Цинхуа.