Implanturile „făcute din propriile celule” ar putea pune capăt durerilor de spate
Durerile de spate și gât sunt adesea rezultatul deteriorării progresive a discurilor care separă vertebrele spinale. Datorită noilor cercetări multidisciplinare, s-ar putea să avem în curând o soluție mai bună la această problemă: discuri bioinginerate crescute din propriile celule ale unei persoane.
Degenerarea discului intervertebral este o problemă comună care afectează un segment mare al populației.
De obicei, discurile intervertebrale sănătoase funcționează prin absorbția stresului plasat pe coloana vertebrală în timp ce ne mișcăm și ne ajustăm postura într-un mod similar cu suspensia mașinii.
Dacă aceste discuri se uzează, poate provoca dureri în diferite zone ale spatelui sau gâtului unei persoane.
Până în prezent, tratamentele pentru degenerarea discului intervertebral includ intervenția chirurgicală de fuziune a coloanei vertebrale și înlocuirea discurilor deteriorate cu cele artificiale.
Cu toate acestea, aceste abordări aduc beneficii limitate, deoarece nu pot restabili funcția completă a discurilor intervertebrale pe care le înlocuiesc.
Acum, o echipă de cercetare multidisciplinară de la Școala de Medicină Perelman a Universității din Pennsylvania, Școala de Inginerie și Științe Aplicate și Școala de Medicină Veterinară își propune să rezolve această problemă prin dezvoltarea de discuri intervertebrale bioinginerate din propriile celule stem ale unui individ.
Celulele stem sunt celule nediferențiate care au potențialul de a se „transforma” în celule specializate. De aceea, acestea au devenit punctul central al mai multor studii de cercetare medicală, inclusiv cel actual.
Cercetătorii de la Universitatea din Pennsylvania au lucrat în ultimii 15 ani la modele de discuri bioinginerate - mai întâi în studii de laborator, apoi în studii pe animale mici și, mai recent, în studii pe animale mari.
„Acesta este un pas major: să crești un disc atât de mare în laborator, să îl duci în spațiul discului și apoi să-l faci să înceapă integrarea cu țesutul nativ din jur. Este foarte promițător ”, spune prof. Robert L. Mauck, co-autor principal al studiului actual.
„Standardul actual de îngrijire nu restabilește de fapt discul, așa că speranța noastră cu acest dispozitiv proiectat este să îl înlocuim într-un mod biologic, funcțional și să recâștigăm gama completă de mișcare”, adaugă el.
Studiile pe animale au avut succes până acum
Anterior, cercetătorii au testat noile discuri - numite „structuri de straturi unghiulare asemănătoare discurilor” (DAPS) - în cozi de șobolani timp de 5 săptămâni.
În noul studiu, ale cărui rezultate apar în jurnal Știință Medicina Translațională, echipa a dezvoltat și mai mult discurile proiectate. Apoi au testat noul model - numit „DAPS modificat cu placa finală” (eDAPS) - din nou la șobolani, dar de data aceasta timp de până la 20 de săptămâni.
Noua structură a discului bioinginerat îi permite să-și păstreze forma mai bine și să se integreze mai ușor cu țesutul din jur.
În urma mai multor teste - scanări RMN și mai multe analize aprofundate ale țesuturilor și mecanice - cercetătorii au descoperit că, în modelul de șobolan, eDAPS a restabilit în mod eficient structura și funcția originală a discului.
Acest succes inițial a motivat echipa de cercetare să studieze eDAPS la capre și au implantat dispozitivul în coloana cervicală a unora dintre animale. Oamenii de știință au ales să lucreze cu capre, deoarece, după cum explică, discurile coloanei vertebrale cervicale ale caprelor au dimensiuni similare cu cele ale oamenilor.
Mai mult, caprele au statura semi-verticală, permițând cercetătorilor să-și aducă studiul cu un pas mai aproape de studiile pe oameni.
„Un motiv foarte bun pentru a fi optimist”
Testele cercetătorilor pe capre au avut, de asemenea, succes. Au observat că eDAPS s-a integrat bine cu țesutul înconjurător, iar funcția mecanică a discurilor se potrivea cel puțin, dacă nu depășită, cu cea a discurilor cervicale originale ale caprelor.
„Cred că este foarte interesant că am ajuns atât de departe, de la coada șobolanului până la implanturile de dimensiuni umane”, spune dr. Harvey E. Smith, co-autor principal al studiului.
„Când priviți succesul din literatură de la dispozitive mecanice, cred că există un motiv foarte bun pentru a fi optimiști că am putea ajunge la același succes, dacă nu să-l depășim cu discurile proiectate.”
Dr. Harvey E. Smith
Cercetătorii spun că următorul pas va include efectuarea unor studii mai extinse și mai ample la capre, care le vor permite oamenilor de știință să înțeleagă mai bine cât de bine funcționează eDAPS.
Mai mult decât atât, echipa de cercetare intenționează să testeze eDAPS în modele de degenerescență a discului intervertebral uman, astfel ajungând, sperăm, la un pas mai aproape de studiile clinice.
„Există o multă dorință de a implanta un dispozitiv biologic care este format din propriile celule”, notează dr. Smith, adăugând că „Folosirea unui dispozitiv de înlocuire adevărat de conservare a mișcării, conceput în țesuturi, în artroplastia de această natură nu este ceva ce noi am făcut încă în ortopedie. ”
„Cred că ar fi o schimbare de paradigmă pentru modul în care tratăm cu adevărat aceste boli ale coloanei vertebrale și modul în care abordăm reconstrucția articulațiilor cu economie de mișcare”, continuă el.
