Τα εμφυτεύματα «φτιαγμένα από τα δικά σας κύτταρα» θα μπορούσαν να σταματήσουν τον πόνο στην πλάτη
Ο πόνος στην πλάτη και τον αυχένα είναι συχνά το αποτέλεσμα της προοδευτικής βλάβης των δίσκων που διαχωρίζουν τους σπονδυλικούς σπονδύλους. Χάρη στη νέα διεπιστημονική έρευνα, ενδέχεται σύντομα να έχουμε μια καλύτερη λύση σε αυτό το πρόβλημα: βιομηχανικοί δίσκοι που αναπτύσσονται από τα κύτταρα ενός ατόμου.
Ο εκφυλισμός του μεσοσπονδύλιου δίσκου είναι ένα κοινό πρόβλημα που επηρεάζει ένα μεγάλο τμήμα του πληθυσμού.
Συνήθως, οι υγιείς μεσοσπονδύλιοι δίσκοι λειτουργούν απορροφώντας την πίεση που ασκείται στη σπονδυλική στήλη καθώς κινούμαστε και προσαρμόζουμε τη στάση μας με παρόμοιο τρόπο με την ανάρτηση αυτοκινήτου.
Εάν αυτοί οι δίσκοι φθαρούν, μπορεί να προκαλέσει πόνο σε διάφορες περιοχές της πλάτης ή του λαιμού ενός ατόμου.
Μέχρι στιγμής, οι θεραπείες για εκφυλισμό του μεσοσπονδύλιου δίσκου περιλαμβάνουν χειρουργική επέμβαση σπονδυλικής σύντηξης και αντικατάσταση των κατεστραμμένων δίσκων με τεχνητούς.
Ωστόσο, αυτές οι προσεγγίσεις φέρνουν περιορισμένα οφέλη επειδή δεν μπορούν να αποκαταστήσουν την πλήρη λειτουργία των μεσοσπονδύλιων δίσκων που αντικαθιστούν.
Τώρα, μια διεπιστημονική ερευνητική ομάδα από την Perelman School of Medicine του Πανεπιστημίου της Πενσυλβανίας, τη Σχολή Μηχανικών και την Εφαρμοσμένη Επιστήμη και τη Σχολή Κτηνιατρικής Ιατρικής στοχεύει στην επίλυση αυτού του ζητήματος αναπτύσσοντας βιο-μηχανικούς μεσοσπονδύλιους δίσκους κατασκευασμένους από βλαστικά κύτταρα ενός ατόμου.
Τα βλαστικά κύτταρα είναι αδιαφοροποίητα κύτταρα που έχουν τη δυνατότητα να «μεταμορφώσουν» σε οποιαδήποτε εξειδικευμένα κελιά. Γι 'αυτό έχουν γίνει το επίκεντρο πολλαπλών ιατρικών ερευνητικών μελετών, συμπεριλαμβανομένης της τρέχουσας.
Οι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβανίας εργάζονται τα τελευταία 15 χρόνια σε μοντέλα δίσκων βιο-μηχανικής - πρώτα σε εργαστηριακές μελέτες, μετά σε μελέτες σε μικρά ζώα και πιο πρόσφατα σε μελέτες σε μεγάλα ζώα.
«Αυτό είναι ένα σημαντικό βήμα: να μεγαλώσουμε έναν τόσο μεγάλο δίσκο στο εργαστήριο, να τον βάλουμε στο χώρο του δίσκου και, στη συνέχεια, να αρχίσει να ενσωματώνεται με τον περιβάλλοντα ιστό. Αυτό είναι πολύ ελπιδοφόρο », λέει ο καθηγητής Robert L. Mauck, συν-ανώτερος συγγραφέας της τρέχουσας μελέτης.
«Το ισχύον πρότυπο φροντίδας δεν αποκαθιστά στην πραγματικότητα τον δίσκο, οπότε η ελπίδα μας με αυτήν τη μηχανική συσκευή είναι να τον αντικαταστήσουμε με βιολογικό, λειτουργικό τρόπο και να ανακτήσουμε όλο το εύρος κίνησης», προσθέτει.
Οι μελέτες σε ζώα έχουν επιτύχει μέχρι στιγμής
Προηγουμένως, οι ερευνητές δοκίμασαν τους νέους δίσκους - που ονομάζονται "δομές γωνίας τύπου δίσκου" (DAPS) - σε ουρές αρουραίων για 5 εβδομάδες.
Στη νέα μελέτη, των οποίων τα αποτελέσματα εμφανίζονται στο περιοδικό Επιστημονική Μεταγραφική Ιατρική, η ομάδα ανέπτυξε τους μηχανικούς δίσκους ακόμη περισσότερο. Στη συνέχεια δοκίμασαν το νέο μοντέλο - που ονομάζεται "DAPS-τροποποιημένο DAPS" (eDAPS) - σε αρουραίους ξανά, αλλά αυτή τη φορά για έως και 20 εβδομάδες.
Η νέα δομή του βιομηχανικού δίσκου του επιτρέπει να διατηρεί το σχήμα του καλύτερα και να ενσωματώνεται πιο εύκολα στον περιβάλλοντα ιστό.
Μετά από αρκετές δοκιμές - σάρωση μαγνητικής τομογραφίας και αρκετές σε βάθος ιστούς και μηχανικές αναλύσεις - οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι, στο μοντέλο αρουραίου, το eDAPS αποκατέστησε αποτελεσματικά την αρχική δομή και λειτουργία του δίσκου.
Αυτή η αρχική επιτυχία παρακίνησε την ερευνητική ομάδα να μελετήσει το eDAPS σε κατσίκες και εμφύτευσαν τη συσκευή στις αυχενικές αγκάθια ορισμένων από τα ζώα. Οι επιστήμονες επέλεξαν να συνεργαστούν με κατσίκες επειδή, όπως εξηγούν, οι αυχενικοί σπονδυλικοί δίσκοι αιγών έχουν παρόμοιες διαστάσεις με εκείνες των ανθρώπων.
Επιπλέον, οι κατσίκες έχουν ημι-όρθιο ανάστημα, επιτρέποντας στους ερευνητές να φέρουν τη μελέτη τους ένα βήμα πιο κοντά στις ανθρώπινες δοκιμές.
«Ένας πολύ καλός λόγος να είσαι αισιόδοξος»
Οι δοκιμές των ερευνητών σε αίγες ήταν επίσης επιτυχημένες. Παρατήρησαν ότι το eDAPS ενσωματώθηκε καλά με τον περιβάλλοντα ιστό, και η μηχανική λειτουργία των δίσκων ταιριάζει τουλάχιστον, αν δεν ξεπεραστεί, με εκείνη των αρχικών αυχενικών δίσκων των αιγών.
«Νομίζω ότι είναι πραγματικά συναρπαστικό που έχουμε φτάσει τόσο μακριά, από την ουρά του αρουραίου μέχρι τα εμφυτεύματα ανθρώπινου μεγέθους», λέει ο Δρ Harvey E. Smith, συν-ανώτερος συγγραφέας της μελέτης.
«Όταν κοιτάζεις την επιτυχία στη βιβλιογραφία από μηχανικές συσκευές, νομίζω ότι υπάρχει ένας πολύ καλός λόγος να είμαστε αισιόδοξοι ότι θα μπορούσαμε να επιτύχουμε την ίδια επιτυχία, αν δεν την υπερβούμε με τους κατασκευασμένους δίσκους.»
Δρ Harvey E. Smith
Οι ερευνητές λένε ότι το επόμενο βήμα θα περιλαμβάνει τη διεξαγωγή περαιτέρω, πιο εκτεταμένων δοκιμών σε αίγες, οι οποίες θα επιτρέψουν στους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα πόσο καλά λειτουργεί το eDAPS.
Επιπλέον, η ερευνητική ομάδα σχεδιάζει να δοκιμάσει το eDAPS σε μοντέλα εκφυλισμού ανθρώπινου μεσοσπονδύλιου δίσκου, ελπίζοντας έτσι να φτάσει ένα βήμα πιο κοντά στις κλινικές δοκιμές.
«Υπάρχει μεγάλη επιθυμία να εμφυτευτεί μια βιολογική συσκευή που είναι φτιαγμένη από τα δικά σας κύτταρα», σημειώνει ο Δρ Smith, προσθέτοντας ότι, «Η χρήση μιας πραγματικής συσκευής αντικατάστασης μηχανικής αντικατάστασης κίνησης σε αρθροπλαστική αυτής της φύσης δεν είναι κάτι που εμείς έχουν κάνει ακόμα στην ορθοπεδική. "
«Νομίζω ότι θα ήταν μια αλλαγή παραδείγματος για το πώς αντιμετωπίζουμε πραγματικά αυτές τις ασθένειες της σπονδυλικής στήλης και πώς προσεγγίζουμε την κίνηση χωρίς φθορά της ανοικοδόμησης των αρθρώσεων», συνεχίζει.
