Elke week in zijn kliniek aan de Universiteit van Michigan, neuroloog Joseph Corey, MD, doctoraat, behandelt patiënten van wie de zenuwen sterven of krimpen als gevolg van ziekte of letsel.

Hij ziet de pijn, het verlies van bekwaamheid en de andere effecten die zenuwvernietigende aandoeningen veroorzaken - en wenst dat hij patiënten effectievere behandelingen zou kunnen geven dan beschikbaar is, of hun zenuwen regenereren. Daarna gaat hij naar zijn onderzoekslab bij het VA Ann Arbor Healthcare System, waar zijn team naar dat exacte doel toe werkt.

In nieuw onderzoek gepubliceerd in verschillende recente artikelen, Corey en zijn collega's van de U-M Medical School, VAAAHS en de Universiteit van Californië, San Francisco rapporteert succes bij het ontwikkelen van polymeer-nanovezeltechnologieën om te begrijpen hoe zenuwen worden gevormd, waarom ze niet opnieuw verbinding maken na een blessure, en wat kan worden gedaan om schade te voorkomen of te vertragen.

Met behulp van polymeer nanovezels dunner dan mensenhaar als steigers, onderzoekers hebben een bepaald type hersencel overgehaald om zich rond nanovezels te wikkelen die de vorm en grootte van zenuwen in het lichaam nabootsen.

Ze zijn er zelfs in geslaagd om het proces van myelinisatie te stimuleren - de vorming van een beschermende coating die grotere zenuwvezels beschermt tegen beschadiging. Ze begonnen te zien dat zich meerdere concentrische lagen van de beschermende substantie genaamd myeline begonnen te vormen, net zoals ze dat in het lichaam doen. Samen met het laboratoriumteam van hun medewerker Jonah Chan bij UCSF, de auteurs rapporteerden de bevindingen in Natuurmethoden .

Het onderzoek omvat oligodendrocyten, die de ondersteunende actoren zijn voor neuronen - de 'sterren' van het centrale zenuwstelsel. Zonder oligodendrocyten, neuronen van het centrale zenuwstelsel kunnen de elektrische signalen die alles regelen, van spierbeweging tot hersenfunctie, niet effectief overbrengen.

Oligodendrocyten zijn het type cellen dat typisch wordt aangetast door multiple sclerose, en verlies van myeline is een kenmerk van die slopende ziekte.

De onderzoekers hebben ook de optimale diameter bepaald voor de nanovezels om dit proces te ondersteunen - wat belangrijke nieuwe aanwijzingen geeft om de vraag te beantwoorden waarom sommige zenuwen gemyeliniseerd zijn en andere niet.

Hoewel ze nog geen volledig functionerende "zenuwen in een gerecht hebben gecreëerd, " de onderzoekers geloven dat hun werk een nieuwe manier biedt om zenuwen te bestuderen en behandelingsmogelijkheden te testen. Corey, een assistent-professor neurologie en biomedische technologie aan de UM Medical School en onderzoeker in het VA Geriatrics Research, Onderwijs en Klinisch Centrum, legt uit dat de dunne vezels cruciaal zijn voor het succes van het werk.

"Als het ongeveer dezelfde lengte en diameter heeft als een neuron, de zenuwcellen volgen het en hun vorm en locatie passen zich eraan aan, "zegt hij. "In wezen, deze vezels zijn even groot als een neuron."

De onderzoekers gebruikten polystyreen, een gewone kunststof, om vezels te maken door middel van een techniek die elektrospinnen wordt genoemd. In een recent artikel in Materials Science and Engineering C, ontdekten ze nieuwe technieken om te optimaliseren hoe vezels gemaakt van poly-L-lactide, een biologisch afbreekbaar polymeer, kan beter worden uitgelijnd om op neuronen te lijken en om regenererende zenuwcellen te begeleiden.

Ze werken ook aan het bepalen van de factoren die ervoor zorgen dat oligodendrocyten zich hechten aan de lange smalle axonen van neuronen, en misschien ook om myelinescheden te gaan vormen.

Door bepaalde moleculen aan de nanovezels te hechten, Corey en zijn collega's hopen meer te weten te komen over wat dit proces doet werken - en waardoor het misgaat, zoals bij ziekten veroorzaakt door een slechte zenuwontwikkeling.

"Wat we moeten doen voor multiple sclerose is zenuwen aanmoedigen om te remyeliniseren, "zegt hij. "Voor zenuwbeschadiging veroorzaakt door trauma, anderzijds, we moeten regeneratie aanmoedigen."

Naast Corey, het onderzoek is geleid door Chan, de Rachleff hoogleraar neurologie aan de UCSF, VAAAHS-labteamlid en UM-afgestudeerde Samuel J. Tuck, U-M biomedische technologie afgestudeerde studente Michelle Leach, Stephanie Redmond van UCSF, Seonook Lee, Synthia Mellon en S.Y. Christin Chong, en Zhang-Qi Feng van UM Biomedical Engineering.

Perifere zenuwen, die neuronen in het centrum hebben, omringd door cellen die Schwann-cellen worden genoemd, kan ook worden bestudeerd met behulp van de nanovezeltechniek. Het systeem kan ook worden gebruikt om te bestuderen hoe verschillende soorten cellen op elkaar inwerken tijdens en na zenuwvorming.

Op weg naar het creëren van nieuwe zenuwen, Corey's lab heeft samengewerkt met R. Keith Duncan, doctoraat, Universitair hoofddocent KNO. Gepubliceerd in Biomacromoleculen , ze ontdekten dat stamcellen zich eerder tot neuronen ontwikkelen als ze worden gekweekt op uitgelijnde nanovezels die in Corey's laboratorium zijn geproduceerd. Ze hopen deze benadering uiteindelijk te gebruiken om nieuwe zenuwen uit stamcellen te bouwen en hun verbindingen naar onbeschadigde delen van de hersenen en naar spieren te leiden.

Eventueel, Corey voor ogen heeft, misschien kunnen zenuwen in een laboratoriumomgeving langs nanovezels worden gekweekt en vervolgens worden overgebracht naar de lichamen van patiënten, waar de vezel veilig zou degraderen.