Черепно-мозговая травма (ЧМТ) обычно приводит к нарушению нормальной работы мозга. В 2014 году в США в отделения неотложной помощи с этим диагнозом поступило 2,5 миллиона человек.
В докладе, который будет представлен на ежегодной конференции Американского химического общества в Сан-Диего на этой неделе, исследователи сообщают о разработке самоорганизующегося пептидного гидрогеля, который при введении в мозг крыс с ЧМТ увеличивает рост кровеносных сосудов и способствует выживанию поврежденных нейронов.
При ЧМТ отмечается два процесса: первичное повреждение, непосредственно возникающее в результате механического повреждения нейронов и других клеток головного мозга, а также кровеносных сосудов, и вторичное повреждение, которое возникает через несколько секунд после травмы и может продолжаться в течение многих лет. Оно связано с окислительным стрессом, воспалением и нарушением гематоэнцефалического барьера. Вторичная травма создает нейротоксическую среду, которая может привести к отдаленным нарушениям когнитивноых функций. Например, у выживших после ЧМТ пациентов может развиться нарушение моторики, депрессия и т.п. В настоящее время не существует эффективного восстановительного лечения последствий ЧМТ.
Исследователи предположили, что для лечения вторичных травм нужно восстановить адекватное кровоснабжение в зоне повреждения, чтобы восстановить нарушенный газообмен и создать благоприятную среду для восстановления работы нейронов.
Исследователи из Технологического института Нью-Джерси разработали пептиды, которые могут самостоятельно собираться в гидрогели при введении в организм. Включая фрагменты определенных последовательностей аминокислот в пептиды, можно придать им различные функции. Например, ранее эта же группа разработала ангиогенные пептидные гидрогели, которые вызывали рост новых кровеносных сосудов при введении под кожу мышей.
Чтобы адаптировать свою технологию к применению в головном мозге, Биплап Саркар и Вивек Кумар модифицировали пептидные последовательности, чтобы придать гидрогелю более близкие мозговой ткани свойства, которая мягче, чем большинство других тканей организма. Они также включили последовательность из нейропротективного белка эпендимина.
Самособирающиеся пептидные нановолокна. Источник: Biplab Sarkar и Vivek Kumar.
Исследователи испытали новый пептидный гидрогель на крысиной модели ЧМТ. При инъекции в место повреждения пептиды самоорганизуются в гидрогель, который действует как нейропротекторная основа, к которой могут прикрепляться нейроны. Через неделю после введения они проверили мозг крыс и обнаружили, что в присутствии гидрогеля выживаемость клеток головного мозга значительно улучшается, это приводит к увеличению вдвое числа нейронов в месте повреждения по сравнению с животными контрольной группы. Кроме того, исследователи заметили признаки образования новых кровеносных сосудов.
По словам авторов, одним из следующих шагов будет изучение поведения опытных животных для оценки их функционального восстановления после лечения ЧМТ гидрогелем. Они также изучают метод лечения крыс комбинацией разработанного ранее ангиогенного пептида и их нового нейрогидрогеля, чтобы понять, поможет ли это ускорить восстановление после ЧМТ. Кроме того, планируется выяснить, работают ли пептидные гидрогели в случае диффузных повреждений, таких как сотрясение мозга.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам EurekAlert: Peptide hydrogels could help heal traumatic brain injuries.
