Využití transplantací nervových buněk a bioimplantátů pro náhrady defektů v CNS

Ve spolupráci s ústavem makromolekulární chemie jsou na pracovišti ústavu neurověd vyvíjeny makroporézních polymerní hydrogely, určené jako implantáty do nervové tkáně. V současnosti využíváme hydrogely na bázi 2-hydroxyethylmethakrylátu (HEMA), modifikované přidáním kyseliny metakrylové (MA) nebo jiných chemických látek. Připravované hydrogely mají stejné mechanické vlastnosti jako tkáň CNS; před využitím stanovujeme in-vitro jejich difúzní parametry, o kterých předpokládáme, že výrazným způsobem ovlivňují růst buněk v implantovaném hydrogelu, a jejich morfologii, pozorováním v konfokálním mikroskopu.

Připravené a otestované hydrogely využíváme ke kultivacím kmenových buněk a mezenchymálních buněk kostní dřeně in-vitro a vybrané vzorky implantujeme in-vivo v jednom z následujících experimentálních modelů:

• Akutní léze v kortexu laboratorního potkana, způsobená odstraněním části tkáně o osahu 1 - 4 mm³
• Model ischemického poškození kortexu laboratorního potkana fotochemickou lézí
• Kompletní transsekce míchy laboratorního potkana v segmentu Th5
• Hemisekce míchy laboratorního potkana v segmentu Th5

		Obr.2.: Implantát, tvořený hydrogelem HEMA (modře) a mezenchymálními buňkami kostní dřeně (červeně) sedmý den kultivace.

Všechna experimentální zvířata jsou chována v odpovídajících podmínkách a po dobu experimentu dostávají analgetika. Vzorky tkáně s implantovanými materiály jsou vyhodnoceny histologicky a imunohistochemicky, přičemž je sledována morfologie implantátu, podíl vrůstajících buněčných elementů (gliové buňky, neurony, vazivo) a zánětlivá reakce v okolí.

Obr.3.: Mozek s implantovaným hydrogelem		Obr.4.: Astrocyty (GFAP+) prorůstající do hydrogelu
Obr.5.: Astrocyty (GFAP+) vrůstající z okrajů hydrogelu - můžeme vidět jak svým tvarem kopírují strukturu hydrogelu		Obr.6.: Mícha s implantovaným hydrogelem

Použití konfokálního mikroskopu umožňuje vytvářet efektní prostorové rekonstrukce pozorovaných objektů. Příklady rekonstrukcí, pořízených konfokálním mikroskopem jsou na následujících dvou obrázcích:

	Obr.7.: Vlákna astrocytů (GFAP+) vrůstající do hydrogelu, implantovaného v míše.
	Obr.8.: Velké zvětšení hydrogelu z HEMA.