Průlom v léčbě ochrnutí: Vědci použili „tančící molekuly“ k uzdravení miniaturních páteří

Vědci z Northwestern University dosáhli významného pokroku v léčbě poranění páteře. Pomocí „tančících molekul“ úspěšně regenerovali poškozené miniaturní páteře vypěstované v laboratoři, což otevírá cestu k potenciálnímu vyléčení ochrnutí u lidí.

V posledních letech vědci využívají organoidy jako snadnou a cenově dostupnou metodu testování potenciálních terapií před zahájením klinických studií na lidech. Nová studie aplikuje tuto průkopnickou technologii na léčbu poranění páteře, kdy vyvinula poraněné spinální organoidy a testovala terapii známou jako „tančící molekuly“, která se již dříve osvědčila na zvířecích modelech.

Vědci zjistili, že tato léčba se ukázala jako účinná i na jejich miniaturních spinálních organoidech, které jsou dosud nejpřesnějšími vytvořenými modely. Být součástí podkmene obratlovců znamená mít jednu společnou biologickou vlastnost – míchu. Páteřní mícha je doslova páteří lidského života a její 33 obratlů je klíčových pro naši schopnost pohybovat se ve světě. Když se však s naší páteří něco stane, ať už akutním traumatem nebo nemocí, může to drasticky ovlivnit kvalitu života. Proto je páteř ústředním zájmem vědců, kteří využívají moderní technologie k vyléčení, nebo alespoň zmírnění, některých z nejvíce ochromujících poranění páteře.

Jednou z těchto moderních technologií jsou takzvané organoidy. Jak už název napovídá, organoidy jsou malé, jednoduché repliky lidských orgánů, typicky vypěstované z kmenových buněk. Jsou obzvláště užitečné jako první krok k testování nových terapií na lidských pacientech, protože tyto orgány jsou šité na míru tak, aby obsahovaly tkáňovou strukturu a buněčnou komplexnost skutečných orgánů. Vědci vytvořili nejrůznější organoidy, včetně mozkových organoidů (které vyvolaly etické diskuse o tom, zda by se tyto struktury mohly stát vědomými), a v nové studii publikované v časopise Nature Biomedical Engineering aplikoval tým vedený vědci z Northwestern University stejnou techniku na lidskou páteř.

Výzkumníci vypěstovali spinální organoidy z kmenových buněk a navrhli dvě struktury s běžnými poraněními páteře – tržnými ranami a kompresními pohmožděninami. Poté se pustili do aplikace techniky zvané terapie „tančícími molekulami“. Tato léčba, poprvé popsaná v roce 2021, kdy Samuel Stupp z Northwestern University, hlavní autor této nové studie, úspěšně léčil míchu paralyzovaných myší, spoléhá na jemné ladění pohybu molekul tak, aby se zapojily do buněčných receptorů, které jsou neustále v pohybu.

„Receptory v neuronech a dalších buňkách se neustále pohybují,“ řekl Stupp již v roce 2021. „Tím, že se molekuly pohybují, ‚tančí‘ nebo dokonce dočasně vyskakují z těchto struktur, známých jako supramolekulární polymery, jsou schopny se účinněji spojit s receptory.“

O pět let později se Stupp a jeho tým blíží k zdokonalení této možné terapie pro lidské pacienty. Při analýze poraněných spinálních organoidů si všimli, že výsledná buněčná smrt a gliová jizva odpovídaly tomu, co se pozoruje u typického poranění míchy. Po aplikaci injekcí vytvořila tekutá terapie lešení a následně snížila zánět a gliovou jizvu.