Neuronintegrerede nanorør til reparation af nervefibre

Carbon nanorør udviser interessante egenskaber, hvilket gør dem særligt velegnede til konstruktion af specielle hybridanordninger bestående af biologisk emission og syntetisk materiale. Disse kunne genetablere forbindelser mellem nerveceller på rygsøjleniveau, der var tabt på grund af læsioner eller traumer. Dette er resultatet af forskning offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Nanomedicin:Nanoteknologi, Biologi, og medicin ledet af et tværfagligt team bestående af SISSA (International School for Advanced Studies), universitetet i Trieste, ELETTRA Sincrotrone og to spanske institutioner, Basque Foundation for Science og CIC BiomaGUNE.

Forskere har undersøgt de mulige virkninger på neuroner af interaktioner med carbon nanorør. Forskere har bevist, at disse nanomaterialer kan regulere dannelsen af ​​synapser, specialiserede strukturer, hvorigennem nervecellerne kommunikerer, og modulere biologiske mekanismer, såsom vækst af neuroner som en del af en selvregulerende proces. Dette resultat, som viser i hvilket omfang integrationen mellem nerveceller og disse syntetiske strukturer er stabil og effektiv, fremhæver mulig anvendelse af carbon nanorør som facilitatorer for neuronal regenerering eller til at skabe en slags kunstig bro mellem grupper af neuroner, hvis forbindelse er blevet afbrudt. In vivo -test er allerede begyndt.

"Interfacesystemer, eller, mere generelt, neuronale proteser, der muliggør en effektiv genetablering af disse forbindelser under aktiv efterforskning, "siger Laura Ballerini (SISSA)." Det perfekte materiale til at bygge disse neurale grænseflader eksisterer ikke, alligevel har carbon nanorørene, vi arbejder på, allerede vist sig at have store potentialer. Trods alt, nanomaterialer repræsenterer i øjeblikket vores bedste håb om at udvikle innovative strategier til behandling af rygmarvsskader. "Disse nanomaterialer bruges både som stilladser, som understøttende rammer for nerveceller, og som grænseflader, der transmitterer de signaler, hvormed nerveceller kommunikerer med hinanden.

Mange aspekter, imidlertid, mangler stadig at blive behandlet. Blandt dem, virkningen på neuronal fysiologi af integrationen af ​​disse nanometriske strukturer med cellemembranen. "At studere interaktionen mellem disse to elementer er afgørende, da det også kan føre til nogle uønskede effekter, som vi burde udelukke, "siger Laura Ballerini." Hvis, for eksempel, den blotte kontakt fremkaldte en svimlende stigning i antallet af synapser, disse materialer ville i det væsentlige være ubrugelige. "

"Det her, "Maurizio Prato tilføjer, "er præcis det, vi har undersøgt i denne undersøgelse, hvor vi brugte rene carbon nanorør."

Resultaterne af forskningen er yderst opmuntrende:"Først og fremmest vi har bevist, at nanorør ikke forstyrrer lipidsammensætningen, især kolesterol, som udgør cellemembranen i neuroner. Membranlipider spiller en meget vigtig rolle i transmissionen af ​​signaler gennem synapserne. Nanorør ser ikke ud til at påvirke denne proces, hvilket er meget vigtigt. "

Forskningen har også fremhævet det faktum, at nervecellerne vokser på nanorørets substrat via denne interaktion udvikler sig og når modenhed meget hurtigt, til sidst at nå en tilstand af biologisk homeostase. "Nanorør letter den fulde vækst af neuroner og dannelsen af ​​nye synapser. Denne vækst, imidlertid, er ikke vilkårlig og ubegrænset. Vi beviste, at efter et par uger, en fysiologisk balance opnås. Efter at have fastslået, at denne interaktion er stabil og effektiv, er et aspekt af grundlæggende betydning. "

Laura Ballerini siger, "Vi beviser, at carbon nanorør fungerer fremragende i forhold til varighed, tilpasningsevne og mekanisk kompatibilitet med vævet. Nu, vi ved, at deres interaktion med det biologiske materiale, også, er effektiv. Baseret på dette bevis, vi studerer allerede in vivo -applikationen, og foreløbige resultater synes også at være ret lovende med hensyn til genopretning af de tabte neurologiske funktioner. "