ड्यूक विश्वविद्यालय के बायोमेडिकल इंजीनियरों ने एक इंजेक्टेबल बायोमटेरियल तैयार किया है जो वास्तव में इस्केमिक स्ट्रोक के बाद दिमाग को वापस उछालने में मदद कर सकता है। चूहों के प्रयोगों में, इस गू ने मृत मस्तिष्क ऊतक द्वारा छोड़ी गई गुहा को एक आरामदायक उपचार केंद्र में बदल दिया, जिससे शरीर की अपनी प्रतिरक्षा कोशिकाएं भर्ती हुईं, नई रक्त वाहिकाएं विकसित हुईं, तंत्रिका ऊतक में सुधार हुआ, और कृन्तकों को बेहतर मोटर कौशल मिला। ये निष्कर्ष सेल बायोमटेरियल्स में प्रकाशित हुए हैं।

स्ट्रोक के साथ यहाँ मामला यह है: हर साल लाखों लोगों को इस्केमिक स्ट्रोक होता है, जहां एक रक्त का थक्का मस्तिष्क के हिस्से में रक्त के प्रवाह को रोक देता है। आपातकालीन उपचार जैसे क्लॉट-बस्टिंग दवाएं या शारीरिक रूप से थक्का हटाना अभी भी व्यवहार्य ऊतक को बचा सकता है, लेकिन एक बार मस्तिष्क ऊतक मर जाने पर, वह चला जाता है। गंभीर स्ट्रोक मस्तिष्क के जहां हुआ करता था वहां एक बड़ा छेद छोड़ सकते हैं, और पुनर्वास केवल इतना ही कर सकता है - यह जीवित सर्किट को अनुकूलित करने में मदद करता है लेकिन खोए हुए क्षेत्र का पुनर्निर्माण नहीं करता है।

"एक बार मस्तिष्क ऊतक खो जाने के बाद, रक्त प्रवाह को बहाल करना पर्याप्त नहीं है," टाटियाना सेगुरा ने कहा, ड्यूक में बायोमेडिकल इंजीनियरिंग के रॉबर्ट प्लोंसे डिस्टिंग्विश्ड प्रोफेसर। "हमारा लक्ष्य घायल स्थान को इस तरह इंजीनियर करना है कि प्रतिरक्षा, संवहनी और तंत्रिका मरम्मत प्रक्रियाएं एक साथ काम करना शुरू कर सकें।"

टीम ने स्ट्रोक गुहा के अंदर एक ऐसा वातावरण बनाया जो एक साथ कई प्रकार की मरम्मत का समर्थन करता है। उन्होंने MAPS - माइक्रोपोरस एनील्ड पार्टिकल स्कैफोल्ड्स का उपयोग किया - जो हाइड्रोजेल माइक्रोपार्टिकल्स हैं जो एक छिद्रपूर्ण संरचना में इकट्ठे होते हैं, जो कोशिकाओं को तंत्रिका ऊतक के पुनर्निर्माण के लिए एक ढांचा प्रदान करते हैं। लेकिन वे वहाँ नहीं रुके। वे प्रतिरक्षा प्रणाली का भी उपयोग करना चाहते थे, एस्ट्रोसाइट्स पर ध्यान केंद्रित करते हुए, वे तारे के आकार की कोशिकाएं जो मस्तिष्क की चोट पर जल्दी प्रतिक्रिया करती हैं। एस्ट्रोसाइट्स बाह्य कोशिकीय पुटिकाओं (ईवी) को छोड़ते हैं - प्रोटीन, लिपिड और आनुवंशिक सामग्री के छोटे पैकेज जो अन्य कोशिकाओं को प्रभावित करते हैं।

क्षतिग्रस्त क्षेत्र में केवल ईवी इंजेक्ट करने के बजाय, वैज्ञानिकों ने उन्हें रासायनिक रूप से हाइड्रोजेल माइक्रोपार्टिकल्स से जोड़ दिया। इसने संकेतों को स्कैफोल्ड के भीतर केंद्रित रखा, जिससे आने वाली कोशिकाओं को उनसे टकराने का बेहतर मौका मिला। "हम केवल मस्तिष्क में एक सामग्री नहीं रख रहे हैं," सेगुरा ने कहा। "हम एक स्थानीय वातावरण इंजीनियर कर रहे हैं जो मरम्मत प्रतिक्रिया के कई हिस्सों का समन्वय कर सकता है।"

एक सिग्नलिंग कॉम्बो विशेष रूप से उभरा: IL-4 और C1q, जिसने सहायक प्रतिरक्षा कोशिकाओं जैसे मैक्रोफेज और आश्चर्यजनक रूप से लगातार न्यूट्रोफिल आबादी को आकर्षित किया। न्यूट्रोफिल आमतौर पर शुरुआती स्ट्रोक सूजन में खलनायक होते हैं, लेकिन परिणाम बताते हैं कि उनकी भूमिका अधिक सूक्ष्म है। बाद में, सही संकेतों के साथ, वे वास्तव में मरम्मत का समर्थन कर सकते हैं। जब शोधकर्ताओं ने इन न्यूट्रोफिल को समाप्त कर दिया, तो रक्त वाहिका निर्माण में भारी गिरावट आई और स्कैफोल्ड ने उतना रीमॉडेल नहीं किया - यह साबित करता है कि ये कोशिकाएं मायने रखती हैं।

"यह परिणाम स्ट्रोक के बाद न्यूट्रोफिल के बारे में हमारी सोच को बदल देता है," शांगजिंग शिन ने कहा, प्रमुख वैज्ञानिक और सेगुरा लैब में पोस्टडॉक्टोरल फेलो। "उनकी भूमिका इस बात पर निर्भर करती है कि वे कब पहुंचते हैं, वे कहां स्थित हैं, और उन्हें अपने आस-पास से कौन से संकेत मिलते हैं। हमारा अध्ययन सही समय पर इन कोशिकाओं को भर्ती करने और बनाए रखने के लिए एक संभावित इंजीनियरिंग रणनीति प्रदर्शित करता है।"

जैसे ही प्रतिरक्षा कोशिकाएं अंदर आईं, पूरे गुहा में नई रक्त वाहिकाएं बनीं, और अक्षीय तंतु - मस्तिष्क की संचार केबल - घायल क्षेत्र के अंदर और आसपास दोनों जगह बढ़ गए। चूहों ने ग्रिड-वॉकिंग परीक्षण (अग्रपाद मिसस्टेप्स को मापने) में भी बेहतर प्रदर्शन किया, और आठ सप्ताह तक, वे सांख्यिकीय रूप से स्वस्थ नियंत्रण से अप्रभेद्य थे। सुधार अध्ययन के बाकी समय तक रहा।

टीम ने स्कैफोल्ड के बिना ईवी भी आजमाए, लेकिन वे समान रक्त वाहिका मरम्मत उत्पन्न करने में विफल रहे। इसलिए बायोमटेरियल सिर्फ एक वितरण वाहन नहीं है - इसकी छिद्रपूर्ण वास्तुकला और संकेतों को केंद्रित रखने की क्षमता महत्वपूर्ण है।

बेशक, यह सब अभी भी प्रीक्लिनिकल है। उपचार केवल चूहों में परीक्षण किया गया है, मस्तिष्क में सीधे इंजेक्शन के साथ। सुरक्षा का आकलन करने, प्रतिरक्षा कोशिका भूमिकाओं को समझने और यह देखने के लिए और अधिक शोध की आवश्यकता है कि क्या यह मानव स्ट्रोक के करीब बड़े मॉडल में काम करता है। इसके अलावा, ईवी वर्तमान में चूहे के एस्ट्रोसाइट्स से आते हैं; ला