Biogipuzkoa Osasun Ikerketako Institutuko eta CIC BiomaGUNEko ikertzaileek neuronen arteko konexioak erraz ditzazketen hidrogelak garatu dituzte. Bahaa Daouk (Biogipuzkoako Zelula Amak eta Zahartzea Taldea eta CIC biomaGUNE), Sonia Alonso-Martinek (Biogipuzkoako Zelula Amak eta Zahartzea Taldea), Nuria Alegretek (Biogipuzkoako Bihotzeko Gaixotasunen Taldea) eta Maurizio Pratok (CIC biomaGUNE) egin dute lan hori, eta emaitzak Small Science nazioarteko zientzia-aldizkarian argitaratu dira.

Neurotraumek eta gaixotasun neurodegeneratiboek eragin handia dute pazienteen bizitzan, funtsezko funtzio neuronalak galtzea eragiten baitute. Funtzionaltasun hori berreskuratzen laguntzeko, hidrogelek ingurune tridimentsionala eskain dezakete, nerbio-birsorkuntzarako aldamio gisa, neurona berrien hazkundea eta bereizketa erraztuz. Gainera, frogatu da karbonozko nanotutuek (CNT) neuronen arteko konexioen seinaleztapena hobetzen dutela eta konexio horien eraketa sustatzen dutela. Hala ere, gaur arte ez da lortu hidrogeletan CNT kantitate handirik sartzea, materialaren elastikotasuna arriskuan jarri gabe.

Ezaguna da estimulu kimiko eta mekaniko batzuek, hala nola Young-en moduluak (material elastikoaren portaera ezaugarritzen duen parametro bat), poroaren tamainak, CNTren kontzentrazioak edo matrizeak birmoldatzeko duen gaitasunak, funtsezko eginkizuna betetzen dutela zelula-hedapenean. Hala ere, faktore horien eta matrize sintetikoetan egindako ehunen antzeko egituren garapenaren arteko erlazioak eta garrantzia argitu beharreko galdera izaten jarraitzen du.

Azkenik, faktore askok eragiten dute nerbio-ehunaren birsorkuntzan, eta horrek are gehiago zailtzen du prozesu hori.

Beraz, lan honen helburua laborategiko ehunen antzeko egituren goranzko sintesia bermatzeko gai zen material bat sortzea izan zen, eta, batzuetan, nerbioak in vivo berriz konektatzeko aukera aztertzea.

Lan hori egiteko, alkohol polibinilikoko hidrogelak eta karbonozko nanotutuak garatzea ahalbidetzen duten bi ikuspegi erabili ziren, faseko inbertsio-metodoaren eta gelifikazio zinetiko motelaren bidez. Horri esker, aurrekaririk gabeko CNT karga-ahalmena lortu zen (% 75 p/p), elastikotasuna galdu gabe. Zelulen estalduran eta heltzean eragiten duten funtsezko faktoreak kontrolatzean, hala nola Young-en modulua, CNT kontzentrazioa eta poroaren tamaina, atari espezifikoak identifikatu ziren, non faktore horietako bakoitza zelulen hazkuntza menderatzen den.

Emaitzek erakutsi zuten CNT kontzentrazioa % 60 p/p baino handiagoa denean, edo CNT-zelula interakzioa hobetzeko estaldura bat aplikatzen denean, CNTen efektua nagusi dela, eta zelula-estaldura handitzen dela kontzentrazioa handitu ahala. Bestalde, Youngen modulua atari jakin batetik behera erortzen denean, faktore hori hazkundearen determinatzaile nagusia bihurtzen da, eta aldamioaren azaleraren % 50 estaltzea lortzen du, bertan dagoen CNT kantitatea kontuan hartu gabe. Azkenik, poroen tamaina 100 eta 250 μm artean kontrolatzean, estaldura zelularra % 70etik gora handitu zen, aurreko mugak gaindituz eta erabilitako heltze-markatzailearen adierazpena (TUBB3 delakoa) handituz.

Oro har, ikusi zen faktore horietako batzuek ez dutela modu isolatuan eragiten, baizik eta sinergian konbinatzen direla, zelulak materialaren gainean nola hazten eta antolatzen diren gehiago zehaztuz. Beraz, material bakoitzak muga desberdinak ditu, eta muga horiek zehazten dute zer seinale edo estimulu nagusitzen den. Horrela, posible da funtsezko faktore hori zehaztasunez doitzea eta zelulen hedapen handiagoa erraztea.

Horrela, ikertzaile-taldeak ondorioztatu zuen materialek atari desberdinak dituztela beren propietateetan, eta, ondorioz, kasu bakoitzean estimulu espezifiko bat nagusi izan daitekeela zelulen hedapenean. Horrek azalduko luke zergatik batzuetan CNT kontzentrazioak ez duen eraginik, eta gauza bera gertatzen da Young moduluarekin, poroen tamainarekin eta topologiarekin, edo baita materialaren propietate kimikoekin ere.

Gainera, aurkikuntza horiek CNTn oinarritutako hidrogelen sintesia ahalbidetzeaz gain, ehunen antzeko egituren eraketa errazteko gai izan zirenak, materialaren propietateen arteko lotura ezezaguna ere erakutsi zuten.

Horri esker, ikertzaileek uste dute 3D aldamioak zehaztasunez doitzeko aukera dagoela, nerbioak birsortzeko eta funtzionaltasuna berreskuratzeko. Aitortzen duten bezala, “Gure ustez, urte batzuk barru, material horiek bizkarrezur-muina eta nerbio periferikoak berriz konektatzeko erabili ahal izango dira, pazienteek beren gaitasun sentsorialak eta motorrak osorik edo partzialki berreskuratzea ahalbidetuz“.

Lan hau posible izan da Zientzia Ministerioak Bahaa Daou ikertzaileari emandako FP beka bati esker.