ihmiset, jotka ovat menettäneet suuria määriä lihaksia traumaattisissa onnettomuuksissa tai sotilaallisissa haavoissa, voivat kasvattaa näitä lihaksia uudelleen.
tekniikka, jonka kehittivät Stephen Badylak ja Brian Sicari kollegoineen Pittsburghin yliopistossa, käyttää sioista peräisin olevasta solunulkoisesta matriisista (ECM) tehtyä implantoitua biologista tukirakennetta, jonka avulla ihmisen omat kantasolut saadaan taivutettua lihassoluiksi. Solunulkoinen matriisi on rakenne, joka eläimillä koostuu pääasiassa proteiineista ja hiilihydraateista. Matriisi ympäröi soluja ja antaa niille ravitsevan ympäristön.
osoitettuaan ECM-menetelmän tehonneen jyrsijöillä, joiden takaraajat olivat vakavasti loukkaantuneet, tutkijat siirtyivät hoitamaan viittä ihmistä, jotka olivat menettäneet 58-90 prosenttia raajalihaksista.
kaikki potilaat raportoivat elämänlaadun parantuneen, mutta tutkijat mittasivat toimintakyvyn parantuneen 25 prosenttia kolmella viidestä potilaasta.
tuoreiden haavojen hoitaminen-esimerkiksi sotilaat pian loukkaantumisen jälkeen-voisi tehostaa tekniikkaa entisestään. ”Todellinen hyöty tulee siitä, että potilaat voidaan hoitaa heti”, Badylak sanoi.
luurankolihas voi uusiutua vamman jälkeen, mutta ei volumetriseksi lihastappioksi kutsutuissa ääritilanteissa, joissa suuri määrä lihasta tuhoutuu. Volumetrisen lihaskadon hoidot ovat rajallisia, jolloin potilaat kamppailevat päivittäisten tehtävien suorittamisesta.
tutkimuksen viisi potilasta olivat vähintään kuusi kuukautta poissa vammoistaan, ja aiemmat leikkaukset ja fysioterapia olivat osoittautuneet tuloksettomiksi. Kolme potilaista oli armeijassa; kahdella oli jalkavammoja kotitekoisen räjähteen räjähdyksestä ja yhdellä harjoituksen aiheuttama jalkalihasvamma. Kaksi muuta potilasta olivat siviilejä, joilla oli lasketteluonnettomuuksista tulleita jalkalihasvammoja.
ennen leikkausta kaikki potilaat suorittivat räätälöidyn, 12-16 viikon fysioterapiaohjelman, joka keskittyi nimenomaan heidän yksilöllisiin toimintakyvyn puutteisiinsa. Kun nämä hoito-ohjelmat olivat tasaantuneet, eikä niiden parantumisesta ollut merkkejä, jokainen potilas sai ECM-telineen kirurgisen sijoitustoimenpiteen.
tutkijat poistivat näiden potilaiden arpikudoksen ja lisäsivät siihen ECM-materiaalin. ”Se on sian solunulkoinen matriisi, mutta ECM: n muodostavat molekyylit ovat kollageenia, kasvutekijöitä ja muita asioita. Tämäntyyppiset tekijät ovat erittäin tärkeitä biologiassa”, sanoi Badylak aikana 29 huhtikuu telekonferenssi toimittajille.
jokainen potilas palasi välittömästi leikkausta edeltävään fysioterapiaan vielä viiden-23 viikon ajaksi leikkausten jälkeen. Leikkausten onnistumisen ratkaisi niiden kyky parantaa vähintään 25 prosenttia leikkausta edeltävää maksimikykyä päivittäisessä toiminnassa. Näihin toimintoihin kuuluivat muun muassa jalan nostaminen kävellessä, portaiden nouseminen, tuolista nouseminen ja jalan nostaminen istuma-asentoon. Jokaisen potilaan lihas kasvoi, ja uusiutuminen palautti osittain normaalin ulkonäön.
tutkittavan lihaksen magneettiresonanssi-ja tietokonetomografiakuvia analysoimalla tutkijat havaitsivat tiheän kudoksen muodostumista implantaatiokohdassa kuuden kuukauden kuluttua leikkauksesta. Implantaation jälkeen ECM-telineaine hajoaa ja vapauttaa signalointimolekyylejä, jotka houkuttelevat kantasoluja loukkaantumispaikalle.
nämä kantasolut kypsyvät myöhemmin lihassoluiksi, mikä johtaa upouuden, terveen lihaskudoksen kehittymiseen. Hoidon jälkeinen fysikaalinen hoito oli ratkaisevaa hoidon tehokkuuden kannalta, kirjoittajat totesivat. Fysioterapia voi laukaista signaaleja, jotka ohjaavat kantasoluja kohti lihassoluja pikemminkin kuin jotain muuta solua, he ehdottivat.