Dlaczego tak trudno jest naprawić przerwany rdzeń kręgowy?
„Rdzeń kręgowy bywa przyrównywany do autostrady, którą przemieszczają się wszystkie sygnały niezbędne do funkcjonowania naszego organizmu”, mówi Marques, która jest profesorem na Wydziale Inżynierii Mechanicznej Uniwersytetu Aveiro w Portugalii. Jednak porównanie z przewodami elektrycznymi jest daleko idącym uproszczeniem. „To niesamowita i nieprawdopodobnie skomplikowana naturalna maszyna”. Z tego względu urazy rdzenia kręgowego mają nieprzewidywalny charakter. „Uraz może wywołać różne kaskady krytycznych zdarzeń patologicznych, w zależności od rodzaju i umiejscowienia, a także stopnia uszkodzenia rdzenia”, wyjaśnia Marques. „Istnieją standardowe procedury kliniczne mające zastosowanie do pacjentów, ale ich rezultatów nie sposób zagwarantować”, dodaje. Kręgosłup składa się z trzech głównych odcinków: szyjnego (górnego), piersiowego (środkowego) i lędźwiowego (dolnego). Marques tłumaczy, że urazy w okolicy odcinka szyjnego mają dalej idące skutki, choć jej zdaniem trudność w naprawie urazów kręgosłupa zależy przede wszystkim od charakteru urazu, a nie od konkretnego odcinka, który uległ uszkodzeniu. W ramach finansowanego przez UE projektu NeuroStimSpinal Marques z zespołem opracowali nową metodę naprawy tkanki rdzenia kręgowego, wykorzystującą macierz zewnątrzkomórkową, nanotechnologię obejmującą materiały na bazie grafenu i stymulację elektryczną. „Prace te, służące jako demonstracja koncepcji, pokazały, jak istotne jest odtworzenie naturalnych warunków biochemicznych i fizycznych w celu odbudowy połączeń neuronowych”, mówi Marques. W przyszłości jej zespół zamierza zbadać połączenie tych struktur z neuronalnymi komórkami macierzystymi i wyhodować je w bioreaktorach specjalnie opracowanych pod kątem inżynierii tkanki nerwowej. „To zindywidualizowane podejście może umożliwić wytwarzanie in vitro tkanki ukierunkowanej na konkretne zmiany występujące u danego pacjenta”, zauważa Marques. Naukowcy niedawno złożyli wniosek o środki europejskie, które pozwolą na dokładniejsze zbadanie tej koncepcji. Według planów po osiągnięciu dojrzałości tkanki te mogłyby być przeszczepiane w uszkodzone miejsca, co pozwoliłoby na wyeliminowanie bliznowatej tkanki. Dzięki postępowi naukowemu i specjalistycznym procedurom oraz sprzętowi możliwy jest obecnie lepszy dostęp do głęboko położonych tkanek rdzenia kręgowego. Dynamiczny rozwój przeżywa także inżynieria tkankowa i metody regeneracyjne. Innowacje w dziedzinie robotów chirurgicznych powinny ponadto pozwolić na znacznie bardziej precyzyjną interakcję z delikatnymi tkankami rdzenia kręgowego. „Inicjatywy angażujące różne kluczowe podmioty w tej dziedzinie z pewnością przyczynią się do poprawy skuteczności leczenia tych skomplikowanych i groźnych urazów”, dodaje Marques. Więcej informacji na temat badań przeprowadzonych przez Paulę Marques można znaleźć tutaj: Naprawa uszkodzonego rdzenia kręgowego z pomocą stymulowanego nanostrukturalnego rusztowania.
Słowa kluczowe
NeuroStimSpinal, kręgosłup, uraz, naprawa, neurony, komórki macierzyste, zmiany, patologia