Ogni settimana nella sua clinica all'Università del Michigan, neurologo Joseph Corey, M.D., dottorato di ricerca, tratta pazienti i cui nervi stanno morendo o si restringono a causa di malattie o lesioni.

vede il dolore, la perdita di capacità e gli altri effetti causati dalle condizioni che distruggono i nervi - e vorrebbe poter dare ai pazienti trattamenti più efficaci di quelli disponibili, o rigenerare i loro nervi. Quindi si dirige al suo laboratorio di ricerca presso il VA Ann Arbor Healthcare System, dove la sua squadra sta lavorando per raggiungere quell'esatto obiettivo.

In una nuova ricerca pubblicata in diversi articoli recenti, Corey e i suoi colleghi della U-M Medical School, VAAAHS e l'Università della California, San Francisco riporta il successo nello sviluppo di tecnologie di nanofibre polimeriche per capire come si formano i nervi, perché non si riconnettono dopo l'infortunio, e cosa si può fare per prevenire o rallentare i danni.

Utilizzando nanofibre polimeriche più sottili dei capelli umani come impalcature, i ricercatori hanno convinto un particolare tipo di cellula cerebrale ad avvolgere le nanofibre che imitano la forma e le dimensioni dei nervi presenti nel corpo.

Sono persino riusciti a incoraggiare il processo di mielinizzazione, la formazione di un rivestimento protettivo che protegge le fibre nervose più grandi dai danni. Cominciarono a vedere più strati concentrici della sostanza protettiva chiamata mielina iniziare a formarsi, proprio come fanno nel corpo. Insieme al team di laboratorio del loro collaboratore Jonah Chan presso UCSF, gli autori hanno riportato i risultati in Metodi della natura .

La ricerca coinvolge oligodendrociti, che sono gli attori secondari dei neuroni, le "stelle" del sistema nervoso centrale. Senza oligodendrociti, i neuroni del sistema nervoso centrale non possono trasmettere efficacemente i segnali elettrici che controllano tutto, dal movimento muscolare alla funzione cerebrale.

Gli oligodendrociti sono il tipo di cellule tipicamente colpite dalla sclerosi multipla, e la perdita di mielina è un segno distintivo di quella malattia debilitante.

I ricercatori hanno anche determinato il diametro ottimale delle nanofibre per supportare questo processo, fornendo nuovi importanti indizi per rispondere alla domanda sul perché alcuni nervi sono mielinizzati e altri no.

Anche se non hanno ancora creato "nervi in ​​un piatto" pienamente funzionanti, " i ricercatori ritengono che il loro lavoro offra un nuovo modo per studiare i nervi e testare le possibilità di trattamento. Corey, un assistente professore di neurologia e ingegneria biomedica presso la U-M Medical School e ricercatore presso la VA Geriatrics Research, Centro educativo e clinico, spiega che le fibre sottili sono fondamentali per la buona riuscita dell'opera.

"Se ha circa la stessa lunghezza e diametro di un neurone, le cellule nervose lo seguono e la loro forma e posizione si conformano ad esso, " dice. "Essenzialmente, queste fibre hanno le stesse dimensioni di un neurone".

I ricercatori hanno utilizzato polistirolo, una plastica comune, per realizzare fibre attraverso una tecnica chiamata elettrofilatura. In un recente articolo in Materials Science and Engineering C, hanno scoperto nuove tecniche per ottimizzare il modo in cui le fibre fatte di poli-L-lattide, un polimero biodegradabile, possono essere meglio allineati per assomigliare ai neuroni e per guidare le cellule nervose in rigenerazione.

Stanno anche lavorando per determinare i fattori che fanno attaccare gli oligodendrociti agli assoni lunghi e stretti dei neuroni, e forse per iniziare a formare anche guaine mieliniche.

Attaccando particolari molecole alle nanofibre, Corey e i suoi colleghi sperano di saperne di più su cosa fa funzionare questo processo e cosa lo fa andare storto, come nelle malattie causate da uno scarso sviluppo dei nervi.

"Quello che dobbiamo fare per la sclerosi multipla è incoraggiare i nervi a rimielinizzare, " dice. "Per i danni ai nervi causati da traumi, d'altra parte, dobbiamo incoraggiare la rigenerazione».

Oltre a Corey, la ricerca è stata condotta da Chan, il Professore Rachleff di Neurologia all'UCSF, Samuel J. Tuck, membro del team di laboratorio VAAAHS e laureato in U-M, Laureata in ingegneria biomedica U-M Michelle Leach, Stephanie Redmond dell'UCSF, Seonook Lee, Synthia Mellon e S.Y. Christin Chong, e Zhang-Qi Feng di ingegneria biomedica UM.

nervi periferici, che hanno neuroni al centro circondati da cellule chiamate cellule di Schwann, può essere studiato anche con la tecnica delle nanofibre. Il sistema potrebbe essere utilizzato anche per studiare come i diversi tipi di cellule interagiscono durante e dopo la formazione dei nervi.

Verso la creazione di nuovi nervi, Il laboratorio di Corey ha collaborato con R. Keith Duncan, dottorato di ricerca, Professore Associato di Otorinolaringoiatria. Pubblicato in Biomacromolecole , hanno scoperto che le cellule staminali hanno maggiori probabilità di svilupparsi in neuroni quando vengono coltivate su nanofibre allineate prodotte nel laboratorio di Corey. Alla fine sperano di utilizzare questo approccio per costruire nuovi nervi dalle cellule staminali e dirigere le loro connessioni alle parti non danneggiate del cervello e ai muscoli.

Infine, Corey immagina, forse i nervi potrebbero essere cresciuti lungo le nanofibre in un ambiente di laboratorio e poi trasferiti ai corpi dei pazienti, dove la fibra si degraderebbe in sicurezza.