ژل خودسامان‌دهنده‌ای که به محل آسیب‌دیده نخاع موش‌های فلج تزریق شده است، آن‌ها را قادر می‌سازد پس از چهار هفته دوباره راه بروند.
این ژل ماتریکسی را شبیه‌سازی می‌کند که به‌طورمعمول در اطراف سلول‌ها یافت می‌شود. بدین ترتیب داربستی را فراهم می‌کند که به سلول‌ها کمک می‌کند تا رشد کنند. این ژل همچنین سیگنال‌هایی را ارائه می‌کند که محرک بازسازی اعصاب هستند.
ساموئل استاپ (Samuel Stupp) از دانشگاه نورث وسترن در شیکاگو و همکارانش ماده‌ای از زیر واحدهای (مونومرهای) پروتئینی ساخته‌اند که در آب به زنجیره‌های بلندی به نام فیبریل‌های ابر مولکولی خودساماندهی می‌یابند.
هنگامی‌که دانشمندان این فیبریل‌ها را به نخاع موش‌هایی تزریق کردند که پاهای عقب آن‌ها فلج شده بود، این فیبریل‌ها ژلی را در محل آسیب تشکیل دادند.
محققان یک روز پس از ایجاد آسیب اولیه، به ۷۶ موش فلج، فیبریل یا دارونمای کنترل ساخته‌شده از محلول نمک تزریق کردند. آن‌ها دریافتند که این ژل، موش‌های فلج را قادر می‌سازد تا چهار هفته پس از تزریق راه بروند، درحالی‌که موش‌هایی که دارونما دریافت کرده بودند، توانایی راه رفتن را به دست نیاوردند.
پژوهشگران دریافتند که این ژل به بازسازی انتهای قطع‌شده نورون‌ها کمک می‌کند و میزان بافت اسکار را در محل آسیب کاهش می‌دهد. بافت اسکار در محل آسیب معمولاً مانعی برای بازسازی است. همچنین این ژل رشد رگ‌های خونی را افزایش می‌دهد که این رگ‌ها مواد مغذی بیشتری را برای سلول‌های نخاع فراهم می‌کنند.
استاپ می‌گوید: «با استفاده از مدلی که واقعاً آسیب شدید انسانی را تقلید می‌کند، میزان بازیابی عملکردی و شواهد زیستی قابل‌اطمینانی که برای ترمیم مشاهده کردیم، این درمان را بر سایر رویکردها برتری می‌دهد.»
به گفته استاپ سایر درمان‌های تجربی درحال‌توسعه برای فلج از سلول‌های بنیادی، ژن‌ها یا پروتئین‌ها استفاده می‌کنند که ایمنی و اثربخشی آن‌ها مورد سؤال است.
توانایی راه رفتن موش‌ها به دو روش ارزیابی شد. ابتدا به موش‌ها بر اساس حرکت مچ پا، ثبات بدن، محل قرارگیری پنجه و گام‌هایشان نمره کلی داده شد. امتیاز موش‌های تحت درمان با ژل سه برابر بیشتر از موش‌های درمان‌شده با دارونما شد.
همچنین این گروه پاهای عقب موش‌ها را در مواد رنگی فرو کردند و به آن‌ها اجازه دادند در یک مسیر باریک پوشیده شده با کاغذ سفید حرکت کنند و به این وسیله توانایی راه رفتن موش‌ها را ارزیابی کردند. این آزمایش نشان داد که ژل هم عرض و هم طول گام را افزایش می‌دهد.
استاپ می‌گوید: «طول و عرض بیشتر گام باید با رشد مجدد آکسون‌هایی (رشته‌های عصبی) ارتباط داشته باشد که عضلات پا را عصب‌دهی می‌کنند.»
اثر بازساختی ژل به دلیل توالی‌های کوتاه آمینواسیدهای متصل به انتهای مونومرهای پروتئینی است. این توالی‌ها سیگنال‌های بازساختی را فراهم می‌کنند که به‌وسیله گیرنده‌های روی سطح سلول‌های نخاعی دریافت می‌شوند.
این گروه پژوهشی با تغییر بخش غیر سیگنالی این مونومرها، دریافتند که افزایش توانایی مولکول‌ها برای جابه‌جایی به داخل و خارج از ساختار فیبریل بزرگ‌تر، بهبود موش‌ها را افزایش می‌دهد. دلیل این امر احتمالاً آن است که افزایش تحرک، سیگنال را قادر می‌سازد تا با گیرنده‌های بیشتری روی سلول‌ها درگیر شوند.
آن راجنیسک (Ann Rajnicek) از دانشگاه آبردین بریتانیا می‌گوید: «اگر این یافته بتواند به انسان‌ها نیز منتقل شود، بسیار هیجان‌انگیز خواهد بود، هرچند که موارد مربوط به متناسب‌سازی درمان‌ها در موش برای انسان‌ها کم‌اهمیت نیست.»
منبع: NewScientist
Journal Reference:
Álvarez, Z., A. N. Kolberg-Edelbrock, I. R. Sasselli, J. A. Ortega, R. Qiu, Z. Syrgiannis, P. A. Mirau, et al. “Bioactive Scaffolds with Enhanced Supramolecular Motion Promote Recovery from Spinal Cord Injury.” Science ۳۷۴, no. 6569 (November 12, 2021): 848–۵۶. https://doi.org/10.1126/science.abh3602.