РАН: создано нановолокно для ускорения роста нейронов при инфракрасном облучении

Специалисты Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН (Пущино) разработали материал из волокон, покрытых слоем полимеризованного дофамина, которые стимулируют рост и развитие периферических нейронов под действием инфракрасного света. Об этом "Газете.Ru" рассказали в Российском научном фонде, который поддержал грантом исследование ученых.

"Одно из направлений наших исследований — создание вживляемых имплантатов для нейрохирургии, позволяющих соединять разорванные при травмах периферические нервы с последующей фототермической стимуляцией роста нервных окончаний. Также мы ведем совместную работу со специалистами по биопринтингу в направлении создания 3D-печатных тканеинженерных конструкций, позволяющих удаленно контролировать клеточную активность. Такие изделия могут найти применение как в клеточной инженерии для изучения процессов регенерации тканей, так и в трансплантологии", — рассказала "Газете.Ru" руководитель проекта, старший научный сотрудник Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН Ольга Антонова.

Стимулировать рост нейронов можно, например, с помощью фототермических материалов, которые поглощают свет с определенными длинами волн и преобразуют его в тепло. Повышение температуры способствует синтезу белка в клетках и их росту.

Полученные материалы поглощают инфракрасное излучение и управляемо нагреваются, при этом максимальное увеличение внутренней температуры клеток составляет 20°С. Такая стимуляция, в свою очередь, в два раза увеличивает количество нейронов с длиной отростков более 80 микрометров.

Так как нервы человека формируются именно отростками нейронов, разработанный материал потенциально может использоваться в медицине для стимуляции роста поврежденных нейронов и восстановления иннервации органов и тканей.

Исследователи проверили биосовместимость полученных материалов. Для этого из них изготовили подложки, на которых в течение трех суток выращивали клетки нейробластомы человека. Это культура быстрорастущих клеток, полученная из опухоли нервной системы. Она часто используется как модель человеческой нервной ткани. Композитные материалы безопасны и не вызывают массовой гибели нервных клеток.