Полимерная подложка увеличила приживаемость нейронов в мозге в 38 раз

Полимерная подложка увеличила приживаемость нейронов в мозге в 38 раз

Американские ученые разработали технологию, позволяющую увеличить рост и повысить приживаемость нейронов, выращенных из стволовых клеток и введенных в мозг мышей. Результаты исследования опубликованы в Nature Communications.

Биополимеры на основе аминокислот были сконструированы для биомедицинских исследований. Ранее ученые выяснили, что трехмерная подложка, сделанная из биополимерных волокон на основе аминокислоты тирозина, поддерживает рост, самообновление и направленную дифференциацию человеческих эмбриональных стволовых клеток. В биополимерном субстрате клетки становятся менее подвижными, поэтому организация клеточной колонии меняется и взаимодействие между клетками улучшается.

Авторы работы дифференцировали человеческие индуцированные плюрипотентные стволовые клетки в клетки нейронов, при этом они выращивали клеточные культуры на трехмерных подложках («толстой» и «тонкой») с разной толщиной полимерных волокон (3,2 и 1,25 микрометров соответственно) и расстоянием между ними. «Оптимальный размер пор должен быть достаточно большой, чтобы они позволяли клеткам развиваться внутри подложки, но при этом достаточно маленький, чтобы созревшие нейроны «чувствовали» присутствие соседних клеток и выращивали нервные отростки, устанавливая контакт между ними. Такой контакт увеличивает выживаемость клеток и позволяет им созревать до полноценных нейронов, которые способны передавать электрический сигнал по всей растущей нейронной сети», — объясняет один из авторов исследования, профессор университета Ратгера Прабхас Могхе (Prabhas Moghe). Согласно гипотезе исследователей, на «толстой» подложке, за счет проникновения клеточной культуры вглубь субстрата и лучшего взаимодействия стволовых клеток между собой, рост клеток будет лучше и процент созревших нейронов будет выше. В то время как у «тонкой» подложки расстояние между волокнами слишком велико и клетки не смогут проникать внутрь полимерной ткани. В качестве контроля ученые использовали двухмерную биополимерную пленку.

Как и предполагали ученые, на «толстой» биополимерной подложке выросло больше жизнеспособных и созревших нейронов. 65 процентов клеток, выращенных на «толстой» трехмерной подложке вырабатывали белки, необходимые для роста нервных отростков. Для «тонкой» подложки показатель был ниже — 50 процентов, и только 40 процентов клеток, выращенных на контрольной подложке созрели и оказались способны синтезировать необходимые для роста белки.

Чтобы выяснить, как выращенные нейроны будут приживаться в мозговой ткани, авторы исследования делали инъекции нейронов на полимерной подложке, и отдельных нейронов, выращенных как клеточная культура, в полосатое тело (отдел мозга) мышей. Через три недели после инъекции ученые проверили выживаемость нейронов. Оказалось, что выжило 5,75 процента нейронов, выращенных и введенных в мозг вместе с полимерной подложкой, что в 38 раз выше, чем выживаемость (0,15 процента) отдельных нейронов.

Исследователи считают, что представленная технология позволит разработать метод лечения нейродегенеративных болезней, в частности болезни Паркинсона.

Полосатое тело — входит в структуру конечного мозга (переднего отдела головного мозга). Оно называется так потому, что на фронтальных и горизонтальных сечениях головного мозга выглядит как чередующиеся полосы серого и белого вещества. Полосатое тело регулирует мышечный тонус, участвует в регуляции работы внутренних органов, в формировании условных рефлексов. При развитии неизлечимой болезни Паркинсона, которая характеризуется мышечной ригидностью, непроизвольным дрожанием (тремором) конечностей и ухудшением двигательной активности, двигательные нейроны полосатого тела погибают.

Екатерина Русакова

N+1

Похожие новости:
Ученые изучили зону мозга отвечающую за старение
Ученые выяснили, что эндокринный центр мозга, оказался задействован в процессе старения. При блокировке его работы процесс старения замедляется. Ученые долго пытались понять, что отвечает за процесс старения. Стареют ткани самостоятельно, или что то управляет этим процессом. Опыты на мышах показали, что все таки ..
2013-05-2 3264 0 Разное, интересное
2
ДНК возьмется за темную материю
Для поиска темной материи ученые предложили использовать детектор, состоящий из одноцепочечной ДНК. Работа пока не опубликована в рецензируемом журнале, но ее препринт доступен в архиве Корнельского университета. Кратко содержание работы пересказывает блог Technology Daily. Предложенный учеными детектор состоит ..
2012-07-5 1314 0 Разное, интересное
0
Найден источник сознания в мозге человека
Международная группа ученых из Франции и Канады предположила, что человеческое сознание является побочным процессом роста энтропии. В математике последняя равна количеству информации, которое может содержать система. В мозге человека энтропия определяется максимально возможным числом конфигураций, ..
2018-01-28 5161 0 Разное, интересное
1
10 поразительных фактов о человеческом мозге
Недавно на BBC вышел документальный фильм о человеческом мозге. Представляем вашему вниманию десять удивительных фактов о нашем самом сложном органе. * Человеческий мозг настолько сложно устроен, что на его развитие требуется около 20 лет. * В чреве матери, в мозгу образуется 8 000 новых ..
2014-01-08 2959 0 Разное, интересное
0
Нейропсихофармакологи рассказали об отличиях в мозге здоровых людей и игроманов
Ученые обнаружили, чем мозг патологических игроков отличается от мозга нормальных людей — опасное влечение к азартным играм связали с системой опиоидных рецепторов в мозге. Свои выводы исследователи представили на 27-го конгрессе Европейского колледжа нейропсихофармакологии, который проходит в Берлине ..
2014-10-19 1814 0 Разное, интересное
0
Установлена причина появления шума в мозге
Исследователи из Университета Любека в Германии выяснили, что случайные колебания мозговой активности (нейронный шум) могут возникать из-за процессов старения и усиливаться с возрастом. Препринт исследования находится в распоряжении редакции «Ленты.ру».Нейронный шум искажает получаемую человеком сенсорную информацию, в результате ..
2017-01-31 8212 0 Разное, интересное
0
Ученые выбрали кандидатов в гены интеллекта
Ученые определили наследственные особенности, обладание которыми связано с лучшей проводимостью электрических сигналов в мозге и повышенными результатами тестов на интеллект. Работа опубликована в журнале Journal of Neuroscience, ее краткое содержание приводит Science Now. В исследовании участвовало 472 добровольца из Австралии, ..
2012-06-20 1612 0 Разное, интересное
0
Ученые: почему мы не можем бодрствовать все время?
То, почему мы спим, является одной из самых больших тайн в биологии, хотя ключи лежат в мозге. Мы тратим приблизительно одну треть нашей жизни на сон. Если лишиться его на продолжительное время, мы физически заболеваем. Это озадачивает: мы еще действительно не знаем, отчего получается, ..
2013-02-11 2025 0 Разное, интересное
0
Мистическому опыту найдено научное объяснение
Нейрофизиолог Джордан Графман (Jordan Grafman) и его коллеги определили конкретные участки и процессы в мозге, позволяющие пережить мистический опыт. Выяснилось, что встреча с «высшей реальностью» становится возможной, когда мозг человека отключает разного рода блокировки восприятия. Об открытии ..
2016-02-11 2199 0 Разное, интересное
1
Мозг перенастраивает себя для компенсации повреждений
Ученые из Соединенных Штатов и Австралии предоставили доказательства высокой пластичности мозга, показав, что он образует новые сложные цепи после повреждения, часто далеко от места такого повреждения, для компенсации утраченных функций.Это исследование провели доктора Мориел Зеликовский (Moriel ..
2013-05-16 1301 0 Разное, интересное
0
Чтобы мозг был здоров, нужно спать на боку
Мусороуборочная система мозга эффективней всего работает во время сна на боку.  Довольно долго никто не знал, как мозг избавляется от биохимического мусора: продуктов метаболизма, испорченных молекул, отслуживших своё, и т. д. Обычно «канализацией» служит кровеносная и лимфатическая системы, но между нервной тканью ..
2015-08-10 5789 0 Разное, интересное
0
Названа главная причина возникновения сознания
Ученые Мичиганского университета выяснили, что в бессознательном состоянии в мозге человека затрудняется взаимодействие между различными регионами, а локальные области становятся в большей степени связанными. Таким образом, исследователи пришли к выводу, что сознание является результатом интеграции отдельных частей ..
2018-03-04 5763 0 Разное, интересное
0
«Гибкость» человеческого мозга проверили с помощью игры
Согласно исследованию ученых из Техасского университета, нейроны решетки в человеческом мозге формируют более адаптивную к окружающей среде систему, чем у других млекопитающих. Исследование опубликовано в PNAS.Вместе с нейронами места, нейронами направления головы, нейронами границы и нейронами скорости, нейроны ..
2017-05-03 18979 0 Разное, интересное
0
Мозг млекопитающего впервые выдержал долгую заморозку
Биологи из Калифорнии впервые продемонстрировали мозг кролика, который выдержал восстановление после специальной процедуры длительной заморозки. Результаты исследования авторы опубликовали в журнале Cryobiology, а кратко о них сообщается на сайте Motherboard.В своем эксперименте ученые заморозили до минус 135 градусов ..
2016-02-10 1530 0 Разное, интересное
0
Галактическое излучение сводит людей с ума
Согласно новому исследованию, галактическое космическое излучение может ускорить наступление болезни Альцгеймера. Межпланетный полет может сделать космонавта слабоумным. По мнению доктора медицины профессора Керри O'Баниона из Медицинского центра университета Рочестера (URMC), космические путешествия ..
2013-01-7 1440 0 Разное, интересное
0