16.02.2021
Сколтех
1 423

Биоразлагаемые микрокапсулы доставят фактор роста нервов для регенерации нейронов

4.4

Исследователи Сколтеха и их коллеги провели эксперимент in vitro, в котором продемонстрировали возможность стимулировать рост нейронов в гиппокампе, используя биоразлагаемые нанокапсулы для доставки к нейронам фактора роста нервов (NGF), необходимого для этого нейропептида. Ученые планируют протестировать предлагаемую технологию контролируемой доставки NGF на предмет ее использования для ускоренного восстановления после травм, вызывающих повреждения нервной ткани.

Биоразлагаемые микрокапсулы доставят фактор роста нервов для регенерации нейронов / ©Getty images

Статья с описанием результатов исследования опубликована в журнале Pharmaceutics. В медицине известно немало нейродегенеративных состояний, способных приводить к развитию тяжелых заболеваний и связанных со снижением уровней так называемых факторов роста в головном мозге. Факторы роста – нейропептиды – способствуют росту, развитию и выживанию нейронов.

В некоторых клинических исследованиях болезней Альцгеймера и Паркинсона было показано, что терапевтического эффекта можно добиться, доставляя эти факторы роста к конкретным дегенерирующим нейронам, однако решить эту задачу на практике оказалось довольно сложно. Попадая в системный кровоток подобно обычным медицинским препаратам, они могут не преодолеть гематоэнцефалический барьер и вызвать серьезные побочные эффекты. Если для доставки нейропептидов использовать вирусы для генной терапии, то прекратить начатое лечение не так легко, что также вызывает опасения по поводу его безопасности.

Исследователи из Сколтеха и Лондонского университета королевы Марии Ольга Синдеева и Глеб Сухоруков и их коллеги предложили метод адресной доставки одного из нейропептидов, фактора роста нервов, в микрокапсуле средним размером от 2 до 3 мкм точно до «места назначения». В качестве материалов для капсулы использовали поли-L-аргинин и декстран, а для ее изготовления применили послойную технологию: тончайшие пленки наносились слой за слоем, постепенно образуя капсулу. В предыдущих исследованиях было показано, что такие капсулы обладают биосовместимостью: при их использовании на срезах тканей человека и на грызунах заметных побочных эффектов выявлено не было.

«Главное преимущество технологии послойной инкапсуляции (LbL) – ее универсальность, а, следовательно, возможность адаптации оболочки капсулы под различные функции и различные типы грузов. Кроме того, в отличие от многих других методов инкапсуляции, инкапсуляцию LbL можно проводить в водной среде, что особенно актуально для таких хрупких молекул, как пептиды, белки и факторы роста», – отмечает Глеб Сухоруков.

Ученые провели эксперимент на культурах нейронов гиппокампа крысы и проанализировали результат доставки к нейронам микрокапсул с нейропептидами: оказалось, что рост нейронов заметно усилился, причем новые нейтроны стали появляться именно вблизи микрокапсул с NGF. Также было установлено, что NGF способствует более активному ветвлению нейритов: результатом этого процесса является образование основных функциональных элементов нейрона – аксонов и дендритов. Наконец, было показано, что у нейронов, обработанных микрокапсулами NGF, появляется способность образовывать функциональные синапсы. Если предложенный метод будет работать и в клинических условиях, то процесс нейродегенерации, свойственный многим заболеваниям, может стать обратимым.

«Свойства микрокапсул LbL можно настраивать под конкретные применения. Такие особенности микрокапсулы, как биосовместимость, биоразлагаемость и контролируемость доставки NGF определяются типом полимера, из которого создается оболочка капсулы. Обеспечить контролируемую доставку также можно, воздействуя на капсулу при помощи, например, ультразвука, лазерного излучения или магнитного поля», – поясняет Глеб Сухоруков.

Исследователи планируют протестировать предлагаемую технологию контролируемой доставки NGF на предмет ее использования для ускоренного восстановления после травм, вызывающих повреждения нервной ткани. Как было показано в предыдущих исследованиях, аналогичный подход можно применять в отношении других факторов роста, в частности, основного фактора роста фибробластов – белка, участвующего во многих биологических процессах, включая эмбриональное развитие и восстановление тканей. Исследование проводилось с участием специалистов Университетского колледжа Лондона и Саратовского государственного университета. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сколковский институт науки и технологий — негосударственный технологический университет, расположенный в инновационном центре Сколково. Институт был создан в 2011 году при поддержке Массачусетского технологического института. Модель института предусматривает тесную интеграцию технологического образования, исследовательской работы и предпринимательских навыков. Институт ведёт обучение по программам магистратуры и PhD, рабочий язык — английский.
Предстоящие мероприятия
Вчера, 16:42
Илья Ведмеденко

Украина, вероятно, потеряла недавно запущенный космический аппарат «Сич-2-30». Пока с ним нет устойчивой связи — или совсем никакой.

Вчера, 13:43
Александр Березин

Пока Германия закрывает свои последние реакторы, КНР планирует ввести 150 новых атомных энергоблоков в ближайшие 15 лет. И часть из них будет вырабатывать совсем не электричество, а нечто, многократно более востребованное нашей цивилизацией: тепло. На отопление человечество тратит намного больше энергии, чем на электроэнергетику, а отапливаться от солнечных батарей и ветряков не выйдет наверняка. Несколько процентов от выработки электроэнергетики и сегодня уходят на отопление — но более 90% нужды в тепле покрывает не она, а обособленная от нее теплоэнергетика, в виде котельных в жилых кварталах и газовых котлов в отдельно стоящих домах. Заменить эти источники одной электроэнергией невозможно: от нее тепло будет выходить в несколько раз дороже.

Позавчера, 16:05
Александр Березин

Океаны на нашей планете не могли возникнуть сразу после ее появления: здесь было слишком жарко. Однако попытки объяснить их «кометным завозом» не удались, изотопный состав нашей воды не такой, как в кометах. До самых недавних пор оставалось неясным, откуда же тогда она появилась, сделав возможной земную жизнь?

24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

21 января
Илья Ведмеденко

Заслуженные штурмовики A-10 и Су-25, которым дали прозвища «Бородавочник » и «Грач» соответственно, много десятилетий стоят на службе в Соединенных Штатах и России. Страны избрали разные подходы к модернизации этих самолетов, и сегодня Naked Science постарается понять, какой из них больше соответствует требованиям XXI века.

23 января
Илья Ведмеденко

(16) Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов. Она может дать людям не только понимание о происхождении планет, но и невероятные по своим объемам ресурсы. Правда, придется подождать: миссия по исследованию астероида находится лишь в самом начале долгого и сложного пути.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

20 января
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: