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 После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
С помощью ускорителей ученые имитируют процессы, происходившие в первые мгновения жизни Вселенной. Так пытаются решить загадки наблюдаемой реальности: почему материи больше, чем антиматерии, состоят ли кварки из других частиц, как сохраняется барионное число. В этот раз анализ столкновений на коллайдере RHIC предоставил сильное свидетельство того, что барионное число переносится не кварками, а глюонной перемычкой внутри протонов.
Вполне возможно, что примерно 55 тысяч лет назад неандертальцы обитали гораздо южнее, чем считалось до сих пор. На то, что они могли приспособиться к жизни в условиях пустыни, указали каменные орудия, обнаруженные на Аравийском полуострове.
В черепах участников битв эпохи Средневековья часто находят отверстия квадратной формы, о происхождении которых спорят специалисты. Авторы нового исследования пришли к выводу, что такое повреждение — следствие смертельного удара по голове палицей.
Анализ почти 69 тысяч видов насекомых помог опровергнуть главенствующую теорию эволюции, которая полвека объясняла устройство колоний пчел, муравьев и ос. Исследователи выяснили, что общепринятый генетический фактор сам по себе не приводит к разделению труда, а настоящий секрет их коллективного выживания кроется в совсем других биологических чертах.
У любителей кофе выявили расхождение в уровнях тестостерона: одна форма этого гормона повышалась вместе с количеством выпитого, а другая, напротив, снижалась. Результат оказался особенно интересным на фоне изменений других показателей, связанных с обменом веществ и здоровьем сердца.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Остров Пекан недалеко от Мексиканского залива в Луизиане вскоре перейдет в собственность компании Илона Маска. Здесь будет новый космодром для Starship, почти в 20 раз больше, чем в Бока-Чике, где уже стоят две стартовых площадки. Уникальное местоположение позволит компании попытаться реализовать амбициозную цель о запуске миллиона низкоорбитальных спутников на орбиты, где сегодня находится подавляющее меньшинство спутников Земли.
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