Mikročip koji brzo identificira tvari za regeneraciju živaca

Znanstvenici su dugo tražili mogućnost da regeneriraju živčane stanice ili neurone, što bi moglo ponuditi novi način za liječenje oštećenja leđne moždine, kao i neuroloških bolesti poput Alzheimerove ili Parkinsonove bolesti.
Mnoge tvari mogu regenerirati neurone koji se uzgajaju u Petrijevoj zdjelici u laboratoriju, ali je teško i mukotrpno identificirati među njima one kemikalije koje to uspijevaju kod živih životinja, što je presudno za razvoj lijekova za ljude. Inženjeri na MIT-u sada su iskoristili mikročip najnovije tehnologije za brzo testiranje potencijalnih lijekova na sitnim crvima C. elegans, koji se često koriste u istraživanjima živčanog sustava. Koristeći novu tehnologiju, izvanredni profesor Mehmet Fatih Yanik i njegovi kolege brzo izvode laserske operacije, daju lijekove i snimaju regeneraciju neurona u tisućama živih životinja. "Naša tehnologija pomaže istraživačima brzo identificirati obećavajuće kemikalije koje tada mogu biti testirani u sisavaca, a možda čak i kod ljudi", kaže Yanik.
Koristeći ovu tehniku, istraživači su već identificirali jednu obećavajuću klasu regeneratora neurona. Znanstveni članak o tome je objavljen u online izdanju Proceedings of the Nacional Academy of Sciences. C. elegans je koristan organizam za model neuronske regeneracije jer je proziran, a cijela njegova neuronska mreža je poznata. Yanik i njegovi kolege su ranije razvili femtosekundnu lasersku nanokirurgiju što im je omogućilo da operiraju i promatraju regeneraciju pojedinačnih aksona -dugih ekstenzija neurona koji šalju signale na susjedne stanice. Njihova femtosekundna nanokirurška tehnika koristi čvrsto usmjerene infracrvene laserske impulse koji su kraći od milijarditog dijela sekunde. To omogućava da laser prodire duboko u životinje bez oštećivanja tkiva na svom putu, dok laserski snop pogađa samo konačni cilj, tj. akson. U istraživanju PNAS, istraživači su koristili njihov mikročip nove tehnologije za brzo rezanje aksona kod pojedinačnih neurona za osjet dodira.
Proces premještanja pojedinačnih crva od njihovih inkubacija do mikročipa za snimanje, njihovo imobiliziranje i obavljanje laserske operacije traje oko 20 sekundi, što omogućuje da se tisuće operacija izvede u kratkom vremenu. Nakon laserske operacije, svaki crv je vraćen na svoje inkubacijsko mjesto i tretiran s različitim kemijskim spojevima. Neuroni C. elegans djelomično se mogu regenerirati i bez vanjske pomoći, što je omogućilo Yanikovom timu da traže lijek koji može pojačati ili inhibirati ovu regeneraciju. Nakon dva ili tri dana, istraživači su snimili svakog crva da vide da li lijekovi imaju ikakvog učinka. Tim sa MIT-a je otkrio da je tvar nazvana staurosporin, koja inhibira određene enzime poznate kao PKC kinaze, imala najjači inhibitorni učinak. U istraživanjima koja su uslijedila, znanstvenici su testirali neke tvari koje aktiviraju te kinaze i utvrdili da je jedna od njih značajno potaknula regeneraciju neurona.
Neki od Yanikovih studenata sada testiraju te tvari na neuronima izvedenim iz ljudskih embrionalnih matičnih stanica. Ova tehnologija sa mikročipom može se koristiti za prikaz tvari i njihovih učinaka kod drugih bolesti kao što su Alzheimerova i Parkinsonova bolest te ALS, kaže Yanik.


Izvor: http://www.znanost.com/