DMCA.com Protection Status

Giá thể ống nano giúp tái lập các liên kết thần kinh  quan tâm

Được đăng bởi: Ẩn danh

Cập nhật lúc 19:55 ngày 29/12/2017

Một mạng lưới ba chiều - 3D ống nano cacbon giúp các phần mô xương sống chuột tái liên kết với nhau trong quá trình nuôi cấy.

Theo một nghiên cứu được công bố ngày 15 Tháng 7 trên tạp chí Science Advances, neuron từ các mảnh mô cột sống đặt cách nhau 1-2 mm trong một đĩa nuôi có thể tái liên kết với nhau nhờ một lớp chất nền ống nano cacbon can thiệp (intervening carbon nanotube matrix). Các tác giả cũng cho biết chất nền 3D này được dung nạp tốt khi đưa vào não bộ của chuột.

Hình ảnh mình họa
Mạng lưới các ống nano cacbon 3-D

"Đây là lần đầu tiên một nghiên cứu chỉ ra rằng bộ khung ống nano carbon 3D thực sự giúp tăng cường sự liên kết giữa hai mạng lưới trong tủy sống… khi so sánh với các mạng lưới ống nano 2D hoặc 3D khác", nhà thần kinh học Jürg Streit, Đại học Bern, Thụy Sĩ nhận xét.

Ngay sau khi chấn thương tủy sống, "sẽ có một vết sẹo và vết sẹo này sẽ chặn bất kỳ sự tái liên kết của các nguyên sợi", nhà sinh lý thần kinh học Fabio Benfenati của Viện Công nghệ Italia ở Genova giải thích. Nhưng các nhà khoa học tin rằng họ có thể giải quyết được vấn đề này bằng ý tưởng tạo ra các neuron tại vết sẹo nhằm tạo nên các liên kết mới và "nó kiểu như đi đường vòng… để đạt được mục tiêu" Benefanti phát biểu.

Một loạt các phương pháp tiếp cận nhằm thúc đẩy các tế bào thần kinh cột sống phát triển trở lại đang được nghiên cứu. Nguyên tắc chung của chúng là tạo ra một bộ khung giữa các phần cột sống tách biệt để hỗ trợ các tế bào thực hiện tái liên kết.

Laura Ballerini, Trường International School for Advanced Studies tại Trieste, Ý, người đứng đầu nghiên cứu này tin rằng các ống nano carbon có thể là một vật liệu tạo khung phù hợp bởi vì tế bào thần kinh có thể phát triển trên đó. "Chất liệu này đã được chứng minh là cực kỳ tốt cho việc phát triển tế bào thần kinh và cải thiện khả năng tái liên kết của chúng, có thể là vì các ống nano carbon vừa thân thiện với mô và vừa có thể dẫn truyền. Chúng có thể kích thích các kết nối xung điện và điện hoạt động trong tế bào thần kinh." cô phát biểu trên tờ The Scientist.

Thật vậy, nhóm nghiên cứu Ballerini trước đó đã chỉ ra rằng bề mặt ống nano cacbon hai chiều có thể hỗ trợ sự tăng trưởng tế bào thần kinh, hình thành khớp thần kinh, và dễ bị kích thích trong nuôi cấy. Tuy nhiên, để nó sử dụng được trong trong cơ thể, thì cần phải có cấu trúc ba chiều.

May mắn thay, đồng tác giả nghiên cứu Maurizio De Crescenzi, một nhà vật lý tại Đại học Rome Tor Vergata, vừa tạo ra một mạng lưới ống nano 3D, sử dụng trong mục đích - "làm sạch nước biển sau sự cố tràn dầu," Ballerini nói.

Do đó, Ballerini và các đồng nghiệp đã kiểm tra khả năng thúc đẩy sự tái liên kết của các tế bào thần kinh giữa hai mô xương sống trong nuôi cấy của mạng lưới 3D này. Khi đặt cách nhau hơn 300 micromét, các mô hiếm khi có thể tự liên kết lại.

Thật vậy, nhóm nghiên cứu nhận thấy có dưới 30% cặp mô ở nhóm đối chứng có thể tái lập liên kết tín hiệu điện trong nuôi cấy. Nhưng khi đặt các giá thể ống nano carbon giữa các mảnh mô, hơn 90% cặp mô trong nuôi cấy tái liên kết với nhau. Nếu không có giá thể, tế bào thần kinh phát triển từ mẫu mô trong nuôi cấy sẽ hình thành nên cấu trúc bó dày. Mặt khác, khi có giá thể, các tế bào thần kinh phát triển trải dài ngẫu nhiên theo mạng lưới ống nano của giá thể.

“Cấu trúc 3-D có thể quan trọng vì mật độ liên kết sẽ được tăng lên và do đó khả năng tái sinh và độ mạnh của các liên kết giữa các tế bào thần kinh sẽ được tăng theo. Mạng lưới 3D dường như chủ yếu làm tăng xác suất để tế bào thần kinh có thể tìm thấy các tế bào thần kinh khác”, Benfenati nói.

Nhóm nghiên cứu cũng cho biết, nếu bộ khung 3D được làm từ polyme tương thích sinh học, nhưng không dẫn điện, thì sẽ không cải thiện được các liên kết.

Trong tương lai, để mạng lưới ống nano cacbon được sử dụng trong lâm sàng, nó cần phải được cơ thể dung nạp. Do đó Ballerini và các đồng nghiệp hiện đang tiến hành kiểm tra các vật liệu này trên chuột sống. Họ cấy giá thể vào vỏ não của chuột trưởng thành và theo dõi trong 4 tuần sau đó. Ballerini cho biết: “Cả hai loại tế bào thần kinh và thần kinh đệm đã phát triển trên giá thể và ít gây viêm”.

“Đây là một bước đầu tiên quan trọng cho thấy khả năng tương thích sinh học. Tuy nhiên, thật ra, họ nên đặt vào trong tủy sống... và đó có thể sẽ là bước tiếp theo”, Candace Floyd, nhà nghiên cứu phục hồi chức năng và nhà thần kinh học của Đại học Alabama, Birmingham cho biết.

Tài liệu tham khảo:

Ruth Williams, "Next Generation: Nanotube Scaffolds Reconnect Spinal Neurons", the-scientist, July 15, 2016.

Lược dịch Lê Văn Trình – Lê Phạm Tiến Triều

Biên tập Biomedia Việt Nam