Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Рисунок 1. Схематическое изображение мицеллы.

Рисунок 2. Восстановление электрического потенциала после повреждения белого вещества спинного мозга. (а) Самопроизвольное восстановление сигнала. (b) Восстановления после обработки мицеллами.

Рисунок 3. Распределиние ионов кальция в (a) поврежденном белом веществе спинного мозга; (b) в неповрежденном; (c) в поврежденном и обработанном мицеллами. Красным окрашены миелиновые оболочки аксонов. Зеленый сигнал получен от ионов кальция. Кальция всегда много в межклеточном пространстве, однако внутри аксонов мы видим разное распределение для разных случаев.

рисунок 4. Восстановление двигательной активности у крыс после повреждения спинного мозга.

Мицеллы, восстанавливающие спинной мозг

Ключевые слова:  наночастицы, ПЭГ, спинной мозг

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

30 января 2010

Около полутора лет назад Нанометр писал о разработке группы ученых из Purdue University (США), направленной на восстановление функций спинного мозга после травмы. Приятно видеть новую публикацию той же научной группы, в которой тема репарации поврежденного спинного мозга получила дальнейшее развитие.

Напомним, что при повреждении спинного мозга нарушается целостность клеточной мембраны нейронов (и аксонов – отростков нейронов). Из-за этого клетки теряют способность проводить электрический импульс. Со временем поврежденный аксон отмирает, то есть развиваются необратимые нейродегенеративные процессы. Вот почему чем раньше после получения травмы начато лечение, тем больше шансов на полное восстановление функций спинного мозга.

Полиэтиленгликоль (ПЭГ) – вещество, способствующее слиянию клеточных мембран. Инъекция 30% раствора ПЭГ в воде в поврежденное место приостанавливает развитие вторичных повреждений. Однако восстановления локомоторных функций при этом практически не наблюдается. Видимо, поэтому ученые и решили, что полиэтиленгликолю необходима нанотехнологическая поддержка. В прошлый раз они использовали частицы оксида кремния, покрытые ПЭГ, и добились существенных успехов. Теперь же были исследованы 60-нм мицеллы – сополимеры ПЭГ и полимолочной кислоты (рис. 1).

В экспериментах ex vivo на изолированном белом веществе спинного мозга морских свинок 0,33 мМ раствор мицелл показал превосходные результаты по восстановлению биоэлектрического потенциала (рис. 2), сравнимые с действием 50%-го раствора ПЭГ-2000 (это около 250 мМ). При этом 0,33 мМ раствор ПЭГ не приводил вообще ни к какому эффекту. Чтобы убедиться, что действие мицелл основано именно на восстановлении целостности клеточных мембран, ученые рассмотрели распределение ионов кальция в веществе спинного мозга. Дело в том, что в неповрежденном белом веществе кальций локализован главным образом в пространстве между аксонами. Как видно из рисунка 3, в поврежденном спинном мозге кальций обнаруживается так же и внутри аксонов, тогда как в здоровом – только снаружи. После обработки поврежденного мозга мицеллами кальций обнаруживается преимущественно в межаксонном пространстве, что говорит о восстановлении мембран.

Наконец, эксперименты in vivo на крысах показали, что лечение мицеллами приводит к восстановлению локомоторной активности после компрессионного повреждения спинного мозга. В случае контроля (инъекция физиологического раствора) двигательная активность восстановилась примерно на треть, достигнув 7,1 балла по 21-балльной шкале. 30% ПЭГ показал в точности такой же результат, тогда как использование мицелл позволило восстановить двигательную активность до 12,5 баллов (рис. 4).

Удивительные мицеллы оказались нетоксичны для клеток, тканей и животных в целом. Наоборот! Выяснилось, что чрезмерные концентрации ПЭГ способны вызвать слияние соседних аксонов в здоровом спинном мозге, что совершенно некстати. Мицеллы действуют в гораздо более низких концентрациях и не приводят к видимым изменениям в спинном мозге (как, впрочем, и в печени, селезенке, почках, крови).

Работа «Effective repair of traumatically injured spinal cord by nanoscale block copolymer micelles» опубликована в Nature Nanotechnology.


Источник: Nature Nanotechnology



Комментарии
Журавлёв Борис Георгиевич, 01 февраля 2010 16:15 
Очень интересно! Знает ли кто-нибудь об аналогичных исследованиях в России?
Если да, то прошу сообщить мне по адресу inrir@inbox.ru
Клюев Павел Геннадиевич, 01 февраля 2010 18:51 
да интересно, а еще более интересно когда это действительно сможет спасать жизни, как говорится от любви до ненависти один шаг, а до воплощения в массы открытия - вечность...
Freeman John, 13 февраля 2010 08:48 
"Дело в том, что в неповрежденном белом веществе кальций локализован главным образом в пространстве между аксонами. Как видно из рисунка 3, в поврежденном спинном мозге кальций обнаруживается так же и внутри аксонов, тогда как в здоровом – только снаружи. После обработки поврежденного мозга мицеллами кальций обнаруживается преимущественно в межаксонном пространстве, что говорит о восстановлении мембран. "
если я правельно понял ионы кальция мешают прохождению сигнала в ЦНС, это чтото вроде если засорились трубы в водоотводе их надо промыть, действительно интересная статья.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Радиолярии
Радиолярии

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.