mensen die grote hoeveelheden spier hebben verloren door traumatische ongevallen of militaire wonden kunnen deze spieren hergroeien met behulp van een nieuwe procedure, melden onderzoekers in het 30 April nummer van Science Translational Medicine.De techniek, ontwikkeld door Stephen Badylak en Brian Sicari en collega ‘ s aan de Universiteit van Pittsburgh, maakt gebruik van een geïmplanteerde biologische steiger gemaakt van extracellulaire matrix (ECM) van varkens om iemands eigen stamcellen te coaxen tot spiercellen. De extracellulaire matrijs is een structuur die in dieren hoofdzakelijk uit proteã nen en koolhydraten wordt samengesteld. De matrix omringt cellen en geeft ze een voedende omgeving.
nadat was aangetoond dat de ECM-methode werkte bij knaagdieren met ernstig gewonde achterpoten, gingen de onderzoekers over tot de behandeling van vijf mensen die tussen 58 en 90% van de spiermassa van de ledematen hadden verloren.
alle patiënten meldden een verbeterde kwaliteit van leven, maar de onderzoekers maten een functionele verbetering van 25 procent bij drie van de vijf patiënten.
het behandelen van patiënten met verse wonden — bijvoorbeeld soldaten kort na de verwonding — zou de techniek nog effectiever kunnen maken. “De echte voordelen zullen komen van de mogelijkheid om patiënten onmiddellijk te behandelen,” zei Badylak.
skeletspieren kunnen regenereren na een verwonding, maar niet in extreme situaties die volumetrisch spierverlies worden genoemd, waarbij grote hoeveelheden spieren worden vernietigd. Behandelingen voor volumetrische spierverlies zijn beperkt, waardoor patiënten worstelen om dagelijkse taken uit te voeren.
de vijf patiënten in de studie waren ten minste zes maanden verwijderd van het tijdstip van hun verwondingen, en eerdere operaties en fysiotherapie waren niet succesvol gebleken. Drie van de patiënten waren in het leger; twee hadden beenletsels door een geïmproviseerde explosie terwijl één een oefening-geïnduceerde beenspierblessure had. De andere twee patiënten waren burgers met beenspierblessures door ski-ongelukken.
vóór de operatie voltooiden alle patiënten een aangepast, 12 tot 16 weken durende fysiotherapie programma dat specifiek gericht was op hun individuele functionele tekorten. Na plateauing in deze regimes, zonder tekenen van verdere verbetering, ontving elke patiënt de ECM scaffold chirurgische plaatsingsprocedure.
de onderzoekers verwijderden het littekenweefsel bij deze patiënten en brachten het ECM-materiaal in. “Het is een varken extracellulaire matrix, maar de moleculen die deel uitmaken van de ECM zijn collageen, groeifactoren en andere dingen. Dit soort factoren zijn erg belangrijk in de biologie,” zei Badylak tijdens een 29 April teleconferentie voor verslaggevers.
elke patiënt keerde onmiddellijk terug naar zijn preoperatieve fysiotherapie gedurende nog eens vijf tot 23 weken na de operaties. Het succes van de operaties werd bepaald door hun vermogen om te verbeteren ten minste 25 procent boven hun preoperatieve maximale vermogen in de dagelijkse activiteiten. Deze activiteiten omvatten taken zoals het optillen van een voet tijdens het lopen, het nemen van de trap, het opstaan uit een stoel, en het optillen van een been in een zittende positie. In het geval van elke patiënt groeide de spier en herstelde de hergroei gedeeltelijk het normale uiterlijk.Bij het analyseren van magnetische resonantie-en computertomografiebeelden van de behandelde spier, merkten de onderzoekers de vorming van dicht weefsel op de implantatieplaats zes maanden na de operatie op. Na implantatie, degradeert het ECM-steigermateriaal signalerende molecules die stamcellen naar de plaats van verwonding aantrekken en vrijgeeft.
deze stamcellen rijpen vervolgens tot spiercellen, wat leidt tot de ontwikkeling van gloednieuw, gezond spierweefsel. De nabehandeling fysiotherapie was van cruciaal belang voor de effectiviteit van de behandeling, vonden de auteurs. De fysiotherapie kan signalen teweegbrengen die stamcellen naar het worden van spiercellen eerder dan een ander soort cel leiden, stelden zij voor.