Os pesquisadores estão desenvolvendo a terapia nova para opr os efeitos da lesão cerebral traumático

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Um sopro à onda de choque principal ou poderosa no campo de batalha pode causar dano imediato, significativo ao crânio de uma pessoa e o tecido abaixo dele. Mas o traumatismo não para lá. O impacto ajusta-se fora de uma reacção química no cérebro que devasta os neurônios e as redes que os fornecem com os nutrientes e o oxigênio.

É os efeitos secundários da lesão cerebral traumático (TBI), que podem conduzir a dano a longo prazo cognitivo, psicológico e do motor do sistema, que piqued o interesse de uma equipe de coordenadores do biomedical de NJIT.

Para op-los, estão desenvolvendo uma terapia, para ser injectados no local do ferimento, que mostra indicações que adiantadas pode proteger os neurônios e estimula a rebrota de vasos sanguíneos no tecido danificado.

O desafio, os pesquisadores dizem, é que os neurónios não regeneram assim como outros tecidos, tais como o osso, que pode ser uma estratégia evolucionária para preservar as conexões synaptic que retêm memórias. Até agora, não há nenhum tratamento eficaz para restaurar os neurônios danificados.

Os mecanismos protectores do corpo igualmente fazem difícil penetrar a barreira do sangue-cérebro, que impede da entrega das medicamentações.

As pilhas de nervo respondem ao traumatismo produzindo quantidades excessivas de glutamato, um neurotransmissor que facilite em condições normais aprender e memória, mas nas pilhas dos overexcites dos níveis do tóxico, fazendo com que dividam.

A lesão cerebral traumático pode igualmente conduzir à activação e ao recrutamento das pilhas imunes, que causam a inflamação que pode conduzir aos deficits neurais curtos e a longo prazo danificando a estrutura em torno das pilhas e criando um ambiente inflamatório crônico.”

Biplab Sarkar, companheiro cargo-doutoral na engenharia biomedicável

Sarkar é um membro da equipe que apresentou este trabalho em uma conferência recente da sociedade de produto químico americano.

O tratamento da equipe consiste em uma indicação laboratório-criada do ependymin, uma proteína mostrada para proteger os neurônios após ferimento, anexado a uma plataforma da entrega - uma costa das proteínas curtos chamadas peptides, contida em um hydrogel - que seja desenvolvido por Vivek Kumar, director da revelação da droga do matéria biológico de NJIT, da descoberta e do laboratório da entrega.

Após a injecção, os peptides no hydrogel remontam no local localizado de ferimento em um andaime nanofibrous que imite a matriz extracelular, a estrutura de apoio para pilhas. Estes materiais macios possuem as propriedades mecânicas similares ao tecido de cérebro, que melhora seu biocompatibility.

Promovem a infiltração rápida por uma variedade de células estaminais que actuam como precursores para a regeneração e podem igualmente fornecer uma ameia biomimetic para os proteger.

Agora em experimentações animais pré-clínicas, os ratos injetados com o hydrogel retiveram duas vezes tantos como neurônios de funcionamento no local de ferimento em relação ao grupo de controle. Igualmente formaram glóbulos novos na região.

“A ideia é intervir na hora certa e lugar para minimizar ou inverter dano. Nós fazemos este gerando vasos sanguíneos novos na área para restaurar a troca do oxigênio, que é reduzida nos pacientes com um TBI, e criando um ambiente em que os neurônios que foram danificados no ferimento são apoiados e podem prosperar,” Kumar diz.

Continuou, “quando o mecanismo exacto da acção para estes materiais for actualmente abaixo estudo, sua eficácia está tornando-se aparente. Nossos resultados precisam de ser expandidos, contudo, em uma compreensão melhor destes mecanismos a nível celular, assim como sua eficácia a longo prazo e as melhorias comportáveis resultantes.”

Os colaboradores James Haorah, um professor adjunto da engenharia biomedicável, e seu aluno diplomado Xiaotang miliampère no centro de NJIT para a biomecânica, os materiais e a medicina de ferimento mostraram como um número de efeitos químicos TBI-relacionados podem interromper e destruir o vasculature integral do cérebro na barreira do sangue-cérebro, a beira protectora do cérebro, promovendo a inflamação crônica que pode conduzir aos sintomas tais como a desordem cargo-traumático e a ansiedade do esforço, entre outros.

Seu trabalho actual fornece introspecções na resposta neuroprotective e regenerativa potencial guiada pelos materiais do laboratório de Kumar, quando os estudos futuros tentarão analisar outros mediadores da inflamação e da circulação sanguínea no cérebro.

O mecanismo de entrega de Kumar é um customizável, Lego-como a costa feita das proteínas curtos chamadas os peptides, que são compor dos ácidos aminados, com um agente biológico anexado em uma extremidade que pode sobreviver no corpo para semanas e mesmo meses, onde outros matérias biológicos degradam rapidamente.

Suas ligações demontagem são projectadas ser mais fortes do que as forças dispersivas do corpo; forma fibras estáveis, sem sinais de induzir a inflamação, que incorporado ràpida em tecidos específicos e no colagénio, recrutando pilhas nativas para infiltrar.

O hydrogel, que é compor igualmente dos ácidos aminados, é para provocado respostas biológicas diferentes segundo a carga útil anexada. Estas plataformas podem entregar drogas e a outra carga pequena durante os períodos do dia, da semana ou os mês-longos.

O laboratório de Kumar tem publicado recentemente a pesquisa sobre as aplicações que variam das terapias para alertar ou impedir a criação de redes novas do vaso sanguíneo, para reduzir a inflamação e para combater micróbios.

“A esperança final é que essa entrega localizada de materiais regeneratives pode fornecer benefícios significativos para um número de patologias,” ele nota.

Por exemplo, a equipe desenvolveu recentemente uma classe de materiais que podem ser úteis contra a infecção. Estes peptides antimicrobiais novos são capazes de interromper colônias bacterianas densas e mostraram a promessa contra um número de fermentos.

Adicionalmente, promovem a proliferação de pilha humana e estão sendo estudados actualmente para a cura esbaforido. Esse trabalho foi publicado este verão na ciência e na engenharia dos matérias biológicos do jornal ACS.

Kumar e seu laboratório criaram um outro hydrogel projetado recrutar (o próprios de uma pessoa) células estaminais autólogas da polpa dental directamente à cavidade desinfectada após a terapia de canal de raiz. O dente seria regenerado na parte pelo crescimento de alerta dos vasos sanguíneos necessários para apoiar o tecido novo.

Contudo outros peptide-basearam a terapia, armada com as capacidades antiangiogenic, retinopathy do diabético dos alvos, uma doença da ocular que afeta mais de 90 milhões de pessoas no mundo inteiro.

Os povos com a doença formam vasos sanguíneos imaturos na retina, obstruindo sua visão. O hydrogel pode ser injectado directamente no gel vítreo do olho, onde o peptide interage com as pilhas endothelial nos vasos sanguíneos aberrantes, fazendo com que morram.

“Os matérias biológicos convencionais usados na regeneração do tecido sofrem de uma variedade de problemas com entrega, retenção e o biocompatibility, que pode conduzir à rejeção pelo anfitrião,” Kumar diz. “Nós estamos tentando endereçar estas edições com uma tecnologia projetada ser universais em sua aplicação, entregando os materiais que persistem no tecido e promovem seus efeitos biológicos por longos período do tempo.”