Raviviisi loonud, USA-s Illinois’ osariigis tegutseva Loodeülikooli teadlased tegid halvatud hiirte selgroogusid ümbritsevatesse kudedesse üheainsa süsti. Kõigest neli nädalat hiljem taastus katseloomadel kõndimisvõime.
Ravimeetod parandas rängalt vigastatud selgroogusid olulistel viisidel, läkitades rakkudele signaale, mis käivitasid nende paranemise ja regenereerumise protsessi.
Pärast seda, kui ravivõte on oma ülesande täitnud, biolagunevad selle komponendid 12 nädala jooksul rakkudele sobivateks toitaineteks ja kaovad organismist ilma täheldatavate kõrvalmõjudeta
„Meie uurimuse eesmärk oli leida ravimeetod, mis ennetab halvatuse kujunemist pärast raskeid vigastusi või haigust,“ selgitas uurimust juhatanud professor Samuel I. Stupp. „See on olnud juba aastakümneid suur väljakutse, kuna inimese kesknärvisüsteem, mis hõlmab pea- ja seljaaju, pole eriti suuteline end pärast vigastust või mõne neurodegeneratiivse haiguse avaldumist ise parandama.“
Prof Stuppi osutusel pöördub tema töörühm nüüd otse USA toidu- ja ravimiameti FDA poole, et uue raviviisi seni väga piiratud paranemislootusega inimpatsientidel rakendamise heakskiitmise protsessiga algust teha.
Murdelise raviviisi saladus peitub molekulide liikumise moduleerimises, mis võimaldab mõjutatud molekulidel leida ja korrektselt suhestuda pidevalt liikuvate rakuretseptoritega. Vedeliku kujul süstitav ravimsubstants kallerdub otsekohe nanokiudude keerukaks võrguks, mis matkib seljaaju rakkudevälist maatriksit.
Maatriksi struktuuri jäljendades, bioloogiliste molekulide liikumist matkides ja retseptoritele suunatud signaale rakendades suudavad sünteetilised materjalid rakkudega suhelda.
„Nii neuronite kui ka muude rakkude retseptorid liiguvad lakkamatult ringi. Peamine uuendus meie uurimuses, mida pole keegi varem rakendanud, on rohkem kui 100 000 molekuli samaaegne juhtimine meie loodud nanokiudude sees,“ selgitas prof Stupp. „Molekulid, mida sunnitakse liikuma, „tantsima“ või isegi ajutiselt neist struktuuridest — nn supramolekulaarsetest polümeeridest — välja hüppama, suudavad tõhusamalt retseptoritega seonduda.“
Kuna rakud ise ja nende retseptorid on pidevas liikumises, on lihtne ette kujutada, kuidas kiiremini liikuvad molekulid kohtuvad retseptoritega sagedamini. Kui molekulid on aga loiud ja „ebaseltskondlikud“, ei pruugi nad rakkudega üldse kunagi kokku puutuda.
Retseptoritega seondunud molekulid saadavad välja kaks seljaaju remontimise seisukohalt kriitilise tähtsusega signaalikaskaadi. Üks signaalidest annab seljaaju „pikasabalistele“ närvirakkudele, nn aksonitele korralduse taastuda.
Aksonid vahendavad signaale aju ja ülejäänud keha vahel nagu elektrijuhtmed. Aksonite katkestamine või kahjustamine võib esile kutsuda tundlikkuse kadumise kehas või isegi halvatuse. Aksonite parandamine samas parandab suhtlust keha ja aju vahel.
Teine signaal aitab neuronitel vigastusi üle elada sellega, et kutsub esile muude rakutüüpide vohamist, toetades sellega neuroneid toitvate ja kudede parandamiseks hädavajalike kaotatud veresoonte taastumist. Lisaks hõlmab uus raviviis aksoneid ümbritsevate kudede taastamiseks ja seljaaju parandamist füüsilise takistusena pärssivate gliiaraku-kahjustuste vähendamiseks vajalikku müeliini.
„Uurimuses rakendatud signaalid matkivad soovitud bioloogiliste reaktsioonide esilekutsumiseks vajalikke looduslikke valke. Paraku on valkude poolväärtusajad äärmiselt lühikesed ja neid on kulukas valmistada,“ selgitas teadustöö juhtiv autor Zaida Álvarez. „Meie sünteetilised signaalid kujutavad endast lühikesi modifitseeritud peptiide, mis tuhandete kaupa kimpudesse liitununa püsivad organismis nädalaid, mille vältel stimuleerivad bioloogilist aktiivsust. Lõpptulemuseks on oluliselt odavam ja märksa pikemat aega toimiv ravimeetod.“
USA-s satub umbes 30% selgroovigastusega patsientidest suvalisel aastal vähemalt korra pärast esialgset vigastust uuesti tagasi haiglasse. Hetkel pole arstide arsenalis ühtegi medikamenti ega raviviisi, mis seljaaju taastumise protsessi käivitaks.
Uurimus ilmus teadusajakirja Science 12. novembri numbris.
