Биологи ННГУ усовершенствовали технологию восстановления клеток головного мозга
Сотрудники Института биологии и биомедицины ННГУ усовершенствовали конструкцию гидрогелевых матриц для восстановления клеток головного мозга и разработали систему оценки их биосовместимости. В исследовании также участвовали специалисты ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН, Института биоорганической химии РАН и Сеченовского университета.
Регенерация тканей головного мозга, поврежденных в результате травмы или опухоли, — одна из важнейших задач современной медицины. Гибель клеток, отвечающих за процессы обработки, хранения и передачи информации, повышает риски развития тяжелых неврологических расстройств и нейродегенеративных заболеваний, а также негативно влияет на способности к обучению и запоминанию. Без эффективного лечения пациентам с подобными нарушениями грозит ухудшение здоровья вплоть до инвалидности.
В последние годы перспективным инструментом в этой области являются скаффолды (англ. scaffold – «строительные леса»). Это трехмерные биоактивные матриксы на основе гиалуроновой кислоты. Конструкции поддерживают анатомическую структуру ткани и обеспечивают свободное движение биологических жидкостей в зоне поражения. Постепенно матрица замещается естественной тканью, а добавление специальных белков стимулирует ее рост. Таким образом, уменьшаются повреждения мозга, а функции ранее утраченного участка восстанавливаются.
В ходе исследования биологи Университета Лобачевского выращивали клетки головного мозга на скаффолдах, построенных из множества наложенных друг на друга решеток по принципу пчелиных сот. По мнению ученых, такая конструкция позволит нейронам лучше закрепляться на скаффолде и при этом обеспечит свободное прорастание нервной ткани и доставку биологических жидкостей. Скаффолды были созданы на основе модифицированной гиалуроновой кислоты — главного компонента внеклеточного матрикса мозга. Она не токсична и совместима с клетками нервной системы.
Кроме того, в состав скаффолда были включены нейротрофические факторы (BDNF, GDNF), белки головного мозга, которые стимулируют рост нейронов и увеличение длины их отростков, повышают выживаемость нервных клеток и поддерживают их активность в условиях стресса. Все это в целом улучшает когнитивные способности и долговременную память.
«Для успешного приживления и стимулирования регенеративных процессов нейротрансплантаты должны обладать рядом уникальных физико-химических свойств и особой архитектурой, однако ключевым критерием считается биосовместимость. Нервные клетки должны легко прикрепляться к поверхности скаффолда, формировать отростки и функционировать, а материал скаффолда и продукты его распада при деградации не должны оказывать токсического действия на нервные клетки.
Мы протестировали новые конструкты как in vitro с использованием культур клеток головного мозга, так и in vivo на мышах с черепно-мозговой травмой. Результаты исследования показали отсутствие цитотоксичности и высокую биосовместимость скаффолдов для клеток головного мозга. Это открывает многообещающие перспективы в области заместительной терапии», — рассказывает автор исследования, старший научный сотрудник Лаборатории по разработке методов нейропроекции НИИ нейронаук и доцент кафедры нейротехнологий Института биологии и биомедицины ННГУ Татьяна Мищенко.
Метод комплексной оценки клеточных культур и скаффолдов, разработанный нижегородскими учеными, способен повысить эффективность и точность оценки рисков развития патологий, которые могут привести к отторжению трансплантата. С помощью сканирующей микроскопии, флуоресцентных красителей и специального программного обеспечения in vitro определяется биосовместимость и качество сцепления клеточных культур и скаффолда, жизнеспособность нейронов, их активность и функционал, а также другие параметры. Сейчас в планах авторов — улучшать архитектонику матриц и понижать их цитотоксичность. Разработки проводились при поддержке Министерства науки и высшего образования России. Результаты опубликованы в международном журнале Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. Метод оценки биосовместимости скаффолдов запатентован в 2022 году.
Telegram 
Дзен 
VK Кофеин известен прежде всего как стимулятор, повышающий бодрость и физическую работоспособность, однако его влияние на глубинные процессы восстановления мозга во время сна остается предметом дискуссий. Систематический обзор 32 исследований показал, что кофеин не столько сокращает продолжительность сна, сколько меняет его нейрофизиологическое качество, подавляя медленноволновую активность мозга, и сдвигает спящий мозг в более поверхностное, возбужденное состояние.
Физики и математики МФТИ совместно с коллегами из Института автоматизации проектирования РАН и Университета Иннополис провели трехмерное численное моделирование защитных сейсмических барьеров — специальных сооружений, призванных обеспечить безопасность наземных строений.
Астрономы предложили возможный источник самого мощного нейтрино в истории наблюдений — частицы с энергией 220 петаэлектронвольт, которую зафиксировали с помощью подводного телескопа KM3NeT в Средиземном море. Если ученые правы, их открытие поможет понять, где во Вселенной рождаются частицы экстремальных энергий и как работают одни из самых ярких объектов космоса — блазары.
Провинция Цзянсу была процветающим центром медицинской практики в Китае во времена династии Мин (1368-1644 годы нашей эры). Микроскопический анализ крошечных частиц на поверхности хирургических ножниц и пинцета из гробницы китайского врача помог выявить следы вещества, получаемого из ядовитого растения, которое, по мнению исследователей, применялось как местная анестезия во время операций.
Сотрудники Центра языка и мозга НИУ ВШЭ приняли участие в редкой для детской нейрохирургии операции с пробуждением у 11-летнего пациента с фармакорезистентной эпилепсией. Совместно с врачами НПЦ специализированной медицинской помощи детям имени В.Ф. Войно-Ясенецкого в Солнцево они сопровождали удаление участка левой височной доли, где был выявлен эпилептический очаг.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно