Diese Innovation fördert die Reparatur des Rückenmarks

Eine neue vielversprechende Entwicklung im medizinischen Bereich könnte die Genesung nach Rückenmarksverletzungen erheblich verbessern. Forscher haben ein bioinspiriertes Hydrogel entwickelt, das das Nachwachsen von Nerven und die Reparatur von geschädigtem Gewebe fördern kann und somit hoffnungsvolle Perspektiven für Patienten mit solchen Verletzungen bietet.


Das neue Hydrogel, bestehend aus Hyaluronsäure mit Dopamin-Verbindung (HADA) und einem designten Peptid HGF-(RADA)4-DGDRGDS (HRR), wurde entwickelt, um die Integration von Gewebe nach einer Rückenmarksverletzung (SCI) zu verbessern. Laut einer offiziellen Erklärung der American Association for the Advancement of Science ermöglicht diese Innovation ein verstärktes Nachwachsen der Nerven bei Tieren mit Rückenmarksverletzungen.

Wenn eine Verletzung des Rückenmarks durch ein Trauma verursacht wird, entsteht oft dichtes Narbengewebe, was die Regeneration der Nervenzellen erschwert. Forscher haben jedoch entdeckt, dass die Verwendung spezifischer Biomaterialien ein günstiges Umfeld für die Reparatur und das Nachwachsen von Nerven in den Narbenbereichen schaffen kann.

Die Wissenschaftler stellten fest, dass dieses dichte Gewebe nicht förderlich für die Regeneration von Nervenzellen ist. Die Implantation ausgewählter Biomaterialien könnte die axonale Reparatur in den Narben des Rückenmarks unterstützen. Das neue Hydrogel, angereichert mit Curcumin und Neurotrophin-3 (NT-3), einem Wachstum der Nerven fördernden Element, zeigte eine signifikante Verbesserung der motorischen, sensorischen und Blasenfunktionen bei Ratten sowie eine Verbesserung der motorischen Funktionen bei Hunden.

Das Hydrogel verwandelt das Narbengewebe in eine Umgebung, die das axonale Wachstum unterstützt. Die Autoren der Studie gaben an, dass das HADA/HRR-Hydrogel die Infiltration von PDGFRβ+-Zellen parallel steuert und dichte Narben in ein ausgerichtetes faseriges Substrat umwandelt, das das Nachwachsen von Axonen führt.

Darüber hinaus förderte die Integration von NT-3 und Curcumin das axonale Nachwachsen und das Überleben von Interneuronen an den Rändern der Läsionen, was als Relais für die Etablierung heterogener axonaler Verbindungen diente. In-vitro-Analysen zeigten die Fähigkeit des Hydrogels, die Infiltration von Fibroblasten zu unterstützen, während In-vivo-Tests an Modellen von Ratten mit vollständiger Rückenmarksdurchtrennung und an Hunden mit halbseitigen Läsionen signifikante funktionelle Verbesserungen zeigten.

Die Modelle der Ratten, die mit Hydrogel behandelt wurden, zeigten eine Verbesserung der Blasen-, Sensor- und Motoraktivität, einschließlich der Erholung der Lokomotion. Hunde mit halbseitigen Läsionen zeigten ebenfalls ähnliche Verbesserungen der motorischen Funktionen.

Diese Strategie ebnet den Weg für weitere Anwendungen zur Reparatur von Verletzungen und Erkrankungen des zentralen Nervensystems. Die Autoren merken an, dass solche Biomaterialien biologische Aktivitäten inspirieren könnten, die für die Reparatur von Rückenmarksverletzungen von Vorteil sind.