Ko je sir Martin John Evans leta 1981 objavil dokaze o prvih kulturah matičnih celic zarodkov, so raziskave ponudile kanček upanja na medicinskem področju. Mnogi so mislili, da bi lahko bile te nespecializirane celice panaceja.
Ideja se muči: Če se malo strdijo, se te celice lahko spremenijo v karkoli, od kože do hrustanca. Lahko bi celo prerasli v popolne organe ali dele telesa. In v zadnjih letih so raziskovalci izvedeli, da imajo te celice še eno posebno lastnost: lahko spodbudijo rast v bližnjih tkivih.
Pred trinajstimi leti je prav ta slednja zapeljala Anthonyja Hollanderja, vodjo Inštituta za celostno biologijo na univerzi v Liverpoolu, da je našel nove načine, kako popraviti solzenje meniskusa v kolenih. Zdaj sta Hollander in njegova ekipa končno opravila prvo sojenje človeku tako imenovanega "živega zavoja". In danes so mu uradno podelili patent (patent št. 9, 539, 364) za izum.
Povoj je sestavljen iz tankega ogrodja kolagena - beljakovine, ki jo najdemo v vezivnem tkivu, ki lahko tvori porozen, a žilav material. Raziskovalci vlijejo to plast z vrsto matičnih celic, znanih kot mezenhimske celice, ki se gojijo iz kostnega mozga vsakega bolnika. Med popravilom zdravnik položi povoj med obe strani meniskusa in nato skupaj zašiti sendvič meniskalno-kolagena. Ideja je, da matične celice oddajajo rastne dejavnike, ki pospešujejo celjenje tkiva meniskusa in tako pomagajo obema stranema, da se ponovno združita.
Nova študija, ki je bila nedavno objavljena v Stem Cells Translational Medicine, je dokumentirala prvi test tega zavoja pri petih ljudeh, starih od 18 do 45 let, s solznimi meniskusi. Po dveh letih so trije bolniki ostali brez simptomov.
Solze meniskusa so pogosta poškodba, vendar jih je očitno težko popraviti. Ta par hrustančnih obročev v obliki črke c v vsakem kolenu deluje kot amortizerji in ob udarcu med tekom, tekom, skokom in spuščanjem kolena blaži. Ščitijo pokrovčke hrustanca, ki pokrivajo konce kosti, ki se združijo v kolenu. S staranjem pa stalen stres povzroča obrabo meniscev, kar pomeni solzenje.
Hollander pojasnjuje, da se meniskus ne zaceli kot rez na roki. Solze na zunanjih robovih diska se zdravijo razmeroma dobro. Ta regija, znana kot rdeče-rdeča cona, ima razmeroma dobro preskrbo s krvjo. Toda to se zmanjšuje proti notranjim robom diska, znanim kot belo-belo območje. Solze v tej regiji se ne morejo enostavno popraviti. Poškodbe, ki jih obravnava ta študija, se pojavljajo tako na območju vmesne vaskularnosti (rdeče-belo območje) kot tudi na belo-beli coni, kar pomeni, da je te solze najtežje popraviti.
Do zadnjih nekaj desetletij je bilo popravilo solzenja meniskusa odstranitev dela ali celotnega meniskusa, ki je vseboval zlom. A zdaj raziskovalci verjamejo, da to pušča sklepe bolj dovzetne za osteoartritis - degenerativno stanje v sklepih. Brez blazine meniskusa naj bi sklep doživel večjo obrabo, ker se hrustanec kolena poudarja med dnevnimi dejavnostmi, kot so hoja in plezanje po stopnicah. Kljub temu ta postopek ostaja najpogostejše zdravljenje solzenja meniskusa.
So torej matične celice rešitev?
"Ne skačem s svojega stola, češ da moram zagrabiti to tehnologijo in to uporabiti v svoji praksi, " pravi Howard Luks, šef športne medicine na New York Medical College. Ne le, da je test imel relativno majhno testno skupino (pet ljudi), imel je skromen uspeh (tri od petih).
Vendar Luks priznava, da rezultati kažejo nekaj obljube. "Tu je solza v njihovem prispevku zelo kompleksna solza in vaš povprečen ortoped tega ne more storiti, " pravi. "Lahko popravijo določene solze, vendar bi bilo težje popraviti tisto, ki so jo popravili."
Vendar pa pri razvoju osteoartritisa igra več dejavnikov, ugotavlja. "Predolgo smo razmišljali iz mehaničnega procesa, " pravi. Čeprav odstranitev meniskusa lahko sproži osteoartritis, je eden od številnih dejavnikov, ki lahko spodbudi začetek bolezni.
Verjetno je vključena tudi biokemija, pravi Luks. Poškodba ali pretiran udarec v sklep lahko povzroči, kar imenuje "kemična kaskada" v kolenih. "Kemikalije in spojine v kolenu postanejo sovražne do preživetja preostalega hrustanca, " pravi. In ko se postopek začne, zdravniki še niso ugotovili, kako ga ustaviti. Torej, ali bodo bolniki v tem preskusu razvili osteoartritis, še vedno ni znano.
Druge metode fizičnega popravljanja so se izkazale za enako učinkovite za odstranjevanje takšnih solz, ugotavlja Luks, vključno z metodo, ki je znana kot terapija proti odrgnini. Pri tem posegu kirurg obrije oblogo kolenskega sklepa (sinovij), da sproži nekaj krvavitev in pomaga pri ponovni rasti meniskusa.
"Desetletja smo se izogibali popravljanju meniscev v belo-beli coni z mislijo, da preprosto ne bo šlo, " pravi. "Nato pa jih je kup začel popravljati in ugotovili smo, da je šlo."
Scott Rodeo, raziskovalec tkiv in klinik v bolnišnici za posebno kirurgijo v New Yorku, je imel še eno težavo s študijo: "Nadzorne skupine ni, " pravi. "Sami vsadka ni sledenja."
Hollander pravi, da je bil prvi test na ljudeh namenjen preizkusu varnosti živega zavoja. Ker je stopnja neuspeha pri operacijah na beli coni meniskusa, "pravi, " smo prepričani, da lahko sklepamo, da je zdravljenje imelo nekaj neposrednih koristi. "Čeprav upa, da bo v prihodnjih študijah imel kontrolno skupino, ugotavlja, da s takšno skupino obstajajo etični pomisleki. "Ker obstaja veliko dokazov, da samo operacija ne uspe, " pravi, da bi bolniki, ki so bili podvrženi takemu postopku, lahko šteli za neetično.
Vendar je živa povoj ena bolj obetavnih metod uporabe matičnih celic pri popravilu meniskusa. Ko je Hollander začel raziskovati to areno, je večina drugih skupin poskušala uporabiti kolagenske strukture, ki jih inficirajo matične celice, kot temelj za matične celice za rast tkiva, ki zapolni zlomljene odseke meniskusa. "Ko se ukvarjate s tkivnim inženiringom, zapolnite prostor, naredite velik kos tkiva, " pojasnjuje Hollander.
Hollander pa je imel ta način, da te metode ne bodo delovale. Matične celice je izjemno težko nadzorovati, če jih vstavimo v sklepe. "Koleno je zelo sovražno okolje, " pravi Luks. "[Torej] te celice običajno ne živijo dolgo v kolenu in se ne obnašajo tako, kot smo mislili, da bi."
Poleg tega je Hollander želel poskusiti nekaj drugega. "Ne maram početi istega kot drugi ljudje, " pravi v smehu. Zato se je odločil, da bo poskusil izkoristiti druge lastnosti matičnih celic in sčasoma razvil živi povoj. Od takrat je razvil spin-off podjetje, Azelon, za prodajo izdelka.
V današnjem času mnogi zdravniki že trdijo, da so uspešne uporabe matičnih celic pri popravilu meniskusa: od uporabe matičnih celic, suspendiranih v gelu, do kolagenskih struktur. Toda tehnologija še zdaleč ni široka, pravi Rodeo, zlasti v ZDA, kjer je gojenje matičnih celic strogo regulirano. Na tej točki je "komercialna aplikacija precej pred znanostjo, " pravi. O vseh teh aplikacijah je mogoče izvedeti še veliko več, preden jih lahko varno uporabljate.
Hollander meni, da povoji matičnih celic izredno obetajo ne le za kolena, temveč tudi za vrsto popravil mehkih tkiv, od rotorskih manšete do materinih analnih sfinkterjev, ki so bili v porodu. Za zdaj pa se osredotoča na menisci. "Samo za to, da nam je ta aplikacija vzela leta, " pravi. "Ne moremo storiti vsega."
Hollander je že pridobil sredstva za večje sojenje. Prav tako načrtuje racionalizacijo postopka, s čimer bo zmanjšal del svojih stroškov - vprašanje, ki je zadevalo tako Rodeo kot Luks. Da bi to naredili, Hollander upa, da bo prešel na uporabo matičnih celic darovalcev, tako da pacientom ni treba opraviti dveh postopkov, najprej aspirirati matične celice in nato vsaditi povoj.
"Poskušamo zamrzniti [živi povoj], da ga lahko nekaj mesecev hranimo v bolnišnici, nato pa ga samo izvlečemo iz zamrzovalnika, segrejemo in vsadimo, " pravi. "Zaradi tega je mnogo enostavnejši postopek - veliko bolj stroškovno učinkovit za izvajalce zdravstvenih storitev."
Čeprav je za potrditev učinkovitosti živega zavoja treba opraviti še veliko več testiranja, se zdi, da je ekipa na pravi poti.
"Bottom line je, splača se rešiti menisk, " pravi Luks. "Če je meniskus popravljiv, ga je treba popraviti."
