os tractos nervosos seccionados são muito difíceis de tratar. Se de todo, os danos até agora só podem ser reparados através de operações complexas. No Instituto Max Planck para pesquisa de polímeros, desenvolvemos materiais que estimulam os nervos danificados no crescimento. Os resultados dos testes iniciais em ratos mostram que os traços nervosos podem regenerar-se desta forma.texto: Christopher V. Synatschke / Tanja Weil

alguma vez tentou segurar uma caneta sem usar o polegar? Então saberás como isto é difícil. O que pode parecer um exercício de dedos interessante é para muitos uma realidade amarga. Se os traços nervosos são danificados ou completamente decepados como resultado de um acidente de trânsito ou lesão ocupacional, membros individuais ou mesmo partes inteiras do corpo pode tornar-se dormente e muitas vezes não pode mais ser movido. No passado, a única chance de restaurar sua funcionalidade foi através de cirurgia. Algumas operações envolvem a remoção de fios nervosos de outra parte do corpo e reinserí-los no local danificado. Desta forma, as terminações nervosas danificadas podem crescer novamente juntas, restaurando um certo grau de movimento para a parte afetada.

o crescimento requer estrutura

Although nerves may be able to bridge a severed connection, the process is extremely complex and not always sucedido. Além disso, uma estrutura de proteínas envolve nervos saudáveis, e fibras nervosas feridas dependem deste quadro permanecer intacto. No entanto, as lesões muitas vezes danificam não só o próprio tracto nervoso, mas também este quadro. Esta chamada matriz extracelular forma o andaime para os traços nervosos. Assim como as plantas de tomate precisam de uma treliça, as células nervosas precisam desta matriz para crescer ao lado. No Max Planck Institute for Polymer Research, desenvolvemos um material constituído por blocos de construção endógenos, que podem ser usados para substituir esta matriz. E como foi mostrado, a estrutura artificial ajuda os nervos danificados a regenerarem-se. A matriz natural consiste em proteínas particulares: moléculas de cadeia longa dobradas como bolas de lã. Um grande número destas pequenas bolas de lã alinha-se para formar fibras longas. Estas várias fibras formam uma teia-a matriz extracelular-à qual as células nervosas se podem agarrar.para que estas proteínas se formem, têm de ocorrer numerosos processos bioquímicos complexos no interior do corpo – demasiado complexos para serem recriados num tubo de ensaio. A nossa investigação tem uma abordagem diferente: embora utilizemos os mesmos materiais básicos que compõem a matriz extracelular, reunimo-los de uma forma mais simples. Usamos moléculas de cadeia curta conhecidas como peptídeos, que, como proteínas, são compostos de blocos de construção de aminoácidos. Nós produzimos estes peptídeos com precisão química, permitindo-nos determinar a posição exata de cada bloco de construção individual.

para usar uma analogia, o nosso design químico preciso cria “pregos” e “buracos” correspondentes nas moléculas, semelhantes aos tijolos de Lego. Duas moléculas peptídicas sintetizadas desta forma irão naturalmente alinhar-se para que o stud e o hole se encontrem. Isto então cria uma estrutura estável. Nós fomos capazes de usar esta técnica para produzir fibras longas que – apesar de sua estrutura microscópica diferente – se assemelham fortemente às fibras da matriz extracelular do nervo em forma e composição química.como é que as células nervosas se comportam quando vão crescer nesta matriz extracelular artificial? Como essas características de crescimento mudam quando alteramos os peptídeos originalmente utilizados? Investigámos estas questões em colaboração com o nosso colega Bernd Knöll, Professor do Instituto de mistry fisiológico da Universidade de Ulm. Produzimos várias estruturas peptídicas, depositámo-las em substratos de vidro e cultivámos células nervosas nelas. Enquanto as células ner ve em algumas estruturas fibr e mal cresceram, em outras vimos a rápida formação de axônios, protrusões finas que criam as conexões com outras células nervosas.em conjunto com os nossos colegas da Universidade de Ulm, utilizámos modelos animais para testar a estrutura de fibras que suportava o melhor crescimento das células nervosas. Cortámos cirurgicamente o nervo facial de um rato de um lado, que controla o movimento dos bigodes. Pegámos nos peptídeos formadores de fibras e injectámo-los na abertura do nervo. Depois de 18 dias, o rato foi capaz de mover seus bigodes de novo, em certa medida; os nervos tinham aparentemente crescido novamente juntos.uma vez que os peptídeos usavam as nossas fibras artificiais assemelham-se às proteínas naturais na matriz extracelular, esperamos que enquanto o material permanece no lugar durante o processo de cura, o corpo possa então quebrá-lo ao longo do tempo. Até agora, conseguimos demonstrar que o material que permanece no local da injecção está a diminuir lentamente. No entanto, se isso se deve à degradação biológica ou à distribuição no organismo, requer uma investigação mais aprofundada.

propriedades pioneiras

como demonstrado pelo experimento laboratorial em ratinhos, danos iniciais nos nervos podem ser reparados usando nossa matriz artificial. No entanto, antes de utilizar o material em aplicações clínicas, é necessária uma maior optimização, uma vez que as células nervosas do nosso material ainda não crescem tão bem como na matriz natural. Eles também crescem de uma forma bastante desordenada em todas as direções. Nosso próximo passo será incorporar os chamados fatores de crescimento na matriz artificial para acelerar ainda mais o processo de cura. Além disso, queremos orientar as estruturas de fibra injectada para ajudar as células nervosas a crescer numa direcção específica.estamos confiantes de que a nossa matriz extracelular artificial pode representar uma boa alternativa à cirurgia complexa para pequenas lesões nos tractos nervosos. Outras pesquisas também podem levar a um método de tratamento não apenas de lesões no sistema nervoso periférico, mas também para o sistema nervoso central.