Az új hidrogél alapú őssejtkezelés helyreállítja a sérült agyszövetet

A hidrogél egy vízbázisú gél, amellyel anyagokat lehet a szervezetbe bejuttatni, és elősegíthető az új sejtek hatékony növekedése.

A Nature Communications-ben közzétett forradalmi eredmény leküzdheti azt a kihívást, ami az 1980-as évek óta áll őssejtkutatók előtt: elég hosszú ideig életben tartani az őssejteket ahhoz, hogy kialakulhassanak belőlük az új szövet létrehozásához szükséges sejtek.

Az injektálható biomimetikus hidrogélek nagy potenciállal rendelkeznek a regeneratív gyógyászatban, mint sejtbejuttató vektorok. Azonban felmerülhetnek hipoxiával kapcsolatos problémák, beleértve a rossz sejttúlélést, az elégtelen differenciálódást és a nem megfelelő funkcionális integrációt a kialakult érhálózat hiánya miatt.

A hidrogél biztosítja mind az őssejteket, mind az oxigént, amely az őssejtek életben tartásához szükséges a folyamat során, és biztosítja, hogy az őssejtek olyan típusú sejtekké fejlődjenek, amelyek a károsodások helyreállításához szükséges új szövetek létrehozásához szükségesek. A kutatók úgy vélik, hogy ez az előrelépés az agyon és a központi idegrendszeren kívül a test számos más részén is áttörést hozhat az őssejtkezelésekben.

Nisbet professzor azt mondta: "Egy sérülés, például szélütés után van egy elhalt terület az agyban, beleértve az érrendszert is. Tehát ideiglenes vérellátásra van szükségünk a sejtek támogatásához, amíg az érrendszer helyreáll. Ez a szabadalmaztatott hidrogél ezt biztosítja."

"Nagyon kevés gyógyszeres kezelés képes kezelni az olyan állapotokat, mint a stroke vagy a Parkinson-kór, és csekély a hatékonyságuk. Jelenleg nincs olyan kezelés, amely megfordíthatná ezeket az állapotokat."

Jackson professzor elmondta, hogy az áttörés világszerte érdekelni fogja a kutatókat és a klinikusokat, és valószínűleg számos forradalmi orvosi kezeléshez vezet majd.

"A koncepció működését mostanra egerek agyában sikerült bebizonyítani, de a kutatás általánosítható stratégiát jelent az injektálható nanoanyagok fejlesztésére sokféle alkalmazási területen, beleértve a sejttranszplantációt, a gén- és gyógyszerbejuttatást és a 3D in vitro betegségmodelleket” – mondta Jackson professzor.

Öt év kutatás során a csapat felfedezte, hogy a myoglobinon – a bálnák és lovak szívizomzatában magas koncentrációban található természetes fehérje – alapuló szintetikus fehérjét hozzáadva a hidrogélhez az biztosítja az őssejtek túléléséhez szükséges tartós oxigénfelszabadulást és az őssejtek az agyszövet helyreállításához szükséges sejttípusokká fejlődnek.

"Láttuk, hogy a myoglobint és őssejteket tartalmazó hidrogél helyreállította a sérült agyszövetet. A hidrogél beadása után 28 nappal végzett elemzés kimutatta, hogy az egészséges agyműködéshez szükséges új őssejtek túlélése és növekedése jelentősen megnövekedett, összehasonlítva a myoglobint nem tartalmazó hidrogéllel. – mondta Parish professzor.

"Megfigyeltük, hogy az új szövet az egészséges agyszövethez hasonló módon stimulálható, ami az első bizonyítéka annak, hogy milyen előnyökkel jár az oxigénszállítás hidrogélbe történő beépítése az őssejt-transzplantációk hosszú távú túlélése és integrációja érdekében."

 Y. Wang et al, Hydrogel oxygen reservoirs increase functional integration of neural stem cell grafts by meeting metabolic demands, Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-36133-8