Strok kekal sebagai salah satu cabaran besar yang dihadapi oleh perubatan moden. Di Sepanyol, ia merupakan punca utama kematian wanita dan punca kedua utama dalam populasi secara keseluruhan.dan meninggalkan ramai mangsa yang terselamat dengan kesan berpanjangan yang memberi kesan kepada kehidupan seharian mereka. Walaupun terdapat rawatan untuk cuba melarutkan atau membuang darah beku yang menyekat arteri serebrum, realitinya ialah sebilangan besar pesakit tidak menerimanya tepat pada masanya atau tidak memenuhi syarat kelayakan.
Dalam konteks ini, sekumpulan penyelidik Sepanyol telah mengambil langkah penting ke arah pendekatan yang berbeza: daripada hanya membuka arteri, mereka sedang mencari jalan untuk mengaktifkan mekanisme perlindungan dan pembaikan semula jadi otak sendiriCadangan mereka melibatkan tampalan sutera kecil yang ditanamkan terus ke permukaan otak selepas strok.
Tampalan sutera untuk membantu otak membaiki dirinya sendiri
Perkembangan ini tampalan fibroin sutera Projek ini sedang dijalankan oleh pasukan dari Universiti Politeknik Madrid (UPM), dengan kerjasama Universiti Complutense Madrid (UCM) dan Majlis Penyelidikan Kebangsaan Sepanyol (CSIC). Ia merupakan biobahan semula jadi, bioserasi dan tahan, yang diperoleh daripada kepompong sutera, yang menyesuaikan diri dengan baik pada tisu otak dan menahan degradasi enzimatik untuk tempoh yang diperlukan.
Peranti ini diletakkan di permukaan otak, betul-betul di atas kawasan yang terjejas oleh strok. Dari situ, ia berfungsi sebagai sejenis platform yang Ia melepaskan molekul tertentu, SDF-1α (juga dikenali sebagai CXCL12), secara terkawal.Protein ini bertindak sebagai isyarat untuk sel stem, menggalakkan penghijrahan mereka ke kawasan yang rosak dan penginapan mereka dalam persekitaran tersebut.
Sehingga kini, penggunaan molekul terapeutik atau sel stem dalam sistem saraf pusat bukanlah sesuatu yang mudah. kerapuhan bahan-bahan ini dan halangan semula jadi yang melindungi otak (seperti penghalang darah-otak) menyukarkan mereka untuk sampai ke kawasan yang cedera dalam kuantiti yang mencukupi dan kekal aktif untuk masa yang diperlukan.
Tampalan sutera cuba mengatasi masalah ini dengan menawarkan sokongan fizikal yang stabil, bersentuhan langsung dengan tisu otak, yang membolehkan pembebasan SDF-1α yang berterusan selama sekurang-kurangnya satu minggu, tempoh masa kritikal selepas strok di mana sebahagian besar kerosakan dan potensi pemulihan ditentukan.
Bagaimana molekul SDF-1α berfungsi dan mengapa ia begitu relevan
Kunci kepada strategi ini terletak pada fungsi SDF-1α. Molekul ini tergolong dalam keluarga kemokin dan terlibat dalam mengarahkan penghijrahan pelbagai jenis sel stem dan progenitorDalam kajian ini, para penyelidik mendapati bahawa penstabilan SDF-1α menggunakan filem fibroin sutera membantu mengekalkan aktiviti biologinya untuk masa yang lebih lama.
Apabila dilepaskan dari tampalan, SDF-1α menggalakkan ketibaan sel stem mesenchymal dan progenitor hematopoietik ke arah kawasan otak yang cedera. Ia bukan sahaja tentang menarik mereka, tetapi juga tentang menggalakkan mereka untuk kekal di tempat yang diperlukan, meminimumkan penyebaran mereka ke kawasan lain di mana kesannya kurang berguna.
Kehadiran sel-sel ini di kawasan infarksi serebrum boleh menyumbang kepada mengaktifkan mekanisme perlindungan diri dan pembaikan diri: pembebasan faktor neuroprotektif, modulasi keradangan setempat, sokongan untuk kelangsungan hidup neuron yang rosak dan, berpotensi, menggalakkan beberapa tahap pertumbuhan semula tisu yang terjejas.
Gabungan a biobahan yang stabil dan bioserasi (fibroin sutera) dengan molekul isyarat seperti SDF-1α membolehkan pengekalan kecerunan kimia pada permukaan otak yang membimbing pergerakan sel stem pada masa tisu paling terdedah selepas strok.
Keputusan dalam model haiwan: kurang kerosakan dan pemulihan yang lebih baik
Tampalan sutera itu belum diuji pada manusia, tetapi percubaan dalam model haiwan menawarkan petunjuk yang menarik. Dalam kajian yang dijalankan dengan tikus yang mengalami strok eksperimenImplantasi tampalan bioaktif pada korteks serebrum telah mencapai beberapa kesan yang dianggap relevan oleh para penyelidik.
Pertama, seorang peningkatan perekrutan dan pengekalan sel stem di kawasan implan berbanding dengan kumpulan kawalan. Kawalan ini termasuk haiwan yang menjalani pembedahan tanpa rawatan, yang lain dengan filem sutera bebas protein, dan yang lain yang menerima SDF-1α dalam larutan mudah, tanpa sokongan biobahan.
Kedua, haiwan yang dirawat dengan tampalan tersebut menunjukkan jumlah infarksi serebrum yang lebih kecil berbanding dengan kumpulan rujukan. Selepas kira-kira dua minggu susulan, kawasan tisu yang rosak berkurangan dengan ketara pada otak yang telah menerima peranti sutera yang dimuatkan dengan molekul tersebut.
Selain saiz infark, para penyelidik menilai pemulihan berfungsiMelalui ujian tingkah laku dan rakaman aktiviti elektrik otak, mereka mendapati bahawa tikus yang dirawat menunjukkan pemulihan ketangkasan sensorimotor dan corak elektrik yang lebih ketara yang diubah oleh strok.
Secara keseluruhannya, keputusan ini menyokong idea bahawa tampalan tersebut bukan sahaja mempunyai kesan struktur pada isipadu lesi, tetapi juga diterjemahkan kepada peningkatan praktikal dalam keupayaan bahawa strok telah terjejas. Walaupun begitu, penulis sendiri menunjukkan bahawa, buat masa ini, ia merupakan pendekatan eksperimen dalam fasa praklinikal.
Masalah kesihatan utama di Sepanyol dan Eropah
Untuk memahami mengapa projek-projek seperti ini menghasilkan begitu banyak jangkaan, adalah wajar untuk mengingati kesan strok. Di Sepanyol dan seluruh Eropah, strok dianggap sebagai salah satu patologi neurologi yang lebih serius dan kerapIa berlaku apabila arteri yang membekalkan oksigen dan nutrien ke otak tersumbat, mencetuskan kematian sel saraf dalam beberapa minit.
Angka-angka tersebut menarik: strok dianggarkan sebagai punca utama kematian dalam kalangan wanita dan yang kedua dalam populasi secara keseluruhan. Antara mereka yang terselamat, antara 30% dan 40% mengalami kesan sampingan daripada masalah motor dan pertuturan kepada masalah kognitif atau autonomi dalam tugasan harian.
Pada masa ini, pilihan terapeutik memberi tumpuan kepada larutkan atau buang gumpalan yang menyekat arteri (menggunakan ubat trombolitik atau teknik trombektomi mekanikal). Walau bagaimanapun, intervensi ini mempunyai tempoh masa yang sangat terhad dan kriteria kemasukan yang ketat, yang menyebabkan ramai pesakit tanpa pilihan ini.
Satu lagi perkara penting ialah, walaupun arteri berjaya dibuka semula, perubatan telah Sangat sedikit alat untuk membaiki kawasan yang telah rosakDalam erti kata lain, perkembangan strok boleh diperlahankan, tetapi kapasiti untuk menjana semula tisu otak masih sangat terhad. Oleh itu, minat terhadap terapi neuroprotektif dan regeneratif seperti yang dicadangkan dengan tampalan sutera.
Biobahan dan sel stem: bidang kerja yang semakin berkembang
Selama beberapa dekad, komuniti saintifik telah mengkaji potensi molekul neuroprotektif dan terapi berasaskan sel stem untuk mengurangkan kerosakan dan kecacatan yang berkaitan dengan strok. Walau bagaimanapun, salah satu halangan utama adalah bagaimana untuk menyampaikan rawatan ini ke tempat yang betul, dalam jumlah yang betul dan untuk jangka masa yang mencukupi.
Biobahan seperti fibroin sutera menawarkan penyelesaian perantaraan: ia mewujudkan perancah fizikal di mana bahan aktif boleh dimuatkan dan dilepaskan secara setempat. Dalam kes otak, strategi ini bertujuan untuk mengatasi halangan fizikal dan kimia yang menghalang laluan ubat dari darah ke tisu saraf.
Fibroin terkenal kerana biokompatibiliti dan rintangan terhadap degradasi enzimatikIni membolehkan pelarasan kadar penguraian tampalan dan, seterusnya, kadar pelepasan sebatian terapeutik. Tambahan pula, asal usulnya yang semula jadi dan kemungkinan memprosesnya menjadi kepingan nipis memudahkan pengendaliannya dalam persekitaran pembedahan.
Kerja yang diketuai oleh Pusat Teknologi Bioperubatan UPM termasuk dalam bidang penyelidikan ini (Kemajuan perubatan yang menyelamatkan nyawa), mencadangkan satu strategi berdasarkan biobahan semula jadi yang serasi secara bio untuk mengaktifkan mekanisme perlindungan diri dan pembaikan diri otak sendiri. Ia bukan sekadar memperkenalkan sel stem luaran dalam kuantiti yang banyak, tetapi tentang mewujudkan keadaan setempat supaya sel yang sedia ada atau diberikan dapat bertindak dengan lebih berkesan.
Dari makmal kepada aplikasi klinikal yang berpotensi
Selain keputusan eksperimen, salah satu aspek menarik projek ini ialah masa depannya telah pun dipertimbangkan. potensi untuk pengeluaran berskala besarSyarikat SILKBIOMED, ​​anak syarikat sampingan UPM, telah berusaha untuk menyeragamkan proses pembuatan tampalan sutera.
Mempunyai kaedah pengeluaran yang boleh dihasilkan semula merupakan keperluan penting jika, pada masa hadapan, kita ingin bergerak ke arah ujian klinikal manusia dan, akhirnya, ke arah kemungkinan pengkomersialan. Penyeragaman memastikan bahawa tampalan mempunyai ciri-ciri homogen dari segi ketebalan, kandungan protein dan tingkah laku pembebasan SDF-1α.
Projek ini merupakan sebahagian daripada inisiatif MINA-CMDibiayai oleh Komuniti Madrid, inisiatif ini mempromosikan teknologi baharu untuk diagnosis dan rawatan penyakit neurologi berimpak tinggi, seperti strok, Alzheimer dan Parkinson. Program jenis ini memudahkan kerjasama antara universiti, pusat penyelidikan dan syarikat teknologi.
Walaupun terdapat kemajuan, para penyelidik menegaskan bahawa masih jauh lagi sebelum peranti jenis ini dapat digabungkan ke dalam amalan klinikal. Keselamatan dan keberkesanannya perlu ditunjukkan dalam kajian yang lebih besar., melaraskan dos, menentukan masa optimum untuk implantasi selepas strok dan menilai kelakuannya dalam otak manusia, yang lebih kompleks daripada model haiwan.
Kerja yang hasilnya telah diterbitkan dalam jurnal saintifik Biomaterial RegeneratifIa juga dibentangkan sebagai titik permulaan yang mungkin untuk menangani kecederaan otak akut yang lain, seperti kecederaan otak traumatik, di mana keperluan untuk strategi pembaikan adalah sama mendesak.
Dengan semua latar belakang ini, tampalan sutera yang digunakan selepas strok muncul sebagai contoh bagaimana gabungan biobahan, biologi sel stem dan kejuruteraan bioperubatan boleh membuka jalan yang hanya beberapa tahun yang lalu kedengaran hampir seperti fiksyen sains. Walaupun ia masih dalam fasa eksperimen, kemungkinan bahawa peranti mudah diletakkan di atas otak Hakikat bahawa projek ini membantu mengurangkan kerosakan akibat strok dan meningkatkan pemulihan fungsi meletakkannya antara bidang penyelidikan yang perlu diikuti dengan teliti pada tahun-tahun akan datang.
