persoanele care au pierdut cantități mari de mușchi din accidente traumatice sau răni militare pot regenera acești mușchi cu ajutorul unei noi proceduri, relatează cercetătorii în numărul din 30 aprilie al Science Translational Medicine.
tehnica, dezvoltată de Stephen Badylak și Brian Sicari și colegii de la Universitatea din Pittsburgh, folosește o schelă biologică implantată din matrice extracelulară (ECM) de la porci pentru a convinge propriile celule stem ale unei persoane să devină celule musculare. Matricea extracelulară este o structură care la animale este alcătuită în principal din proteine și carbohidrați. Matricea înconjoară celulele și le oferă un mediu hrănitor.
după ce au arătat că metoda ECM a funcționat la rozătoare cu membrele posterioare grav rănite, cercetătorii au trecut la tratarea a cinci persoane care au pierdut între 58 și 90% din mușchiul membrelor.
toți pacienții au raportat o îmbunătățire a calității vieții, dar cercetătorii au măsurat o îmbunătățire funcțională de 25% la trei din cei cinci pacienți.
tratarea pacienților cu răni proaspete — soldați la scurt timp după rănire, de exemplu — ar putea face tehnica și mai eficientă. „Beneficiile reale vor veni din posibilitatea de a trata pacienții imediat”, a spus Badylak.
mușchiul scheletic se poate regenera după o leziune, dar nu în situații extreme numite pierderi musculare volumetrice, în care cantități mari de mușchi sunt distruse. Tratamentele pentru pierderea musculară volumetrică sunt limitate, lăsând pacienții care se luptă să îndeplinească sarcini de zi cu zi.
cei cinci pacienți din studiu au fost îndepărtați cu cel puțin șase luni de la momentul leziunilor, iar intervențiile chirurgicale anterioare și terapia fizică s-au dovedit nereușite. Trei dintre pacienți erau în armată; doi au avut leziuni la picioare de la o explozie improvizată a dispozitivului exploziv, în timp ce unul a avut o leziune musculară indusă de exerciții fizice. Ceilalți doi pacienți erau civili cu leziuni musculare la picioare în urma accidentelor de schi.
înainte de operație, toți pacienții au finalizat un program personalizat, de 12 până la 16 săptămâni de terapie fizică, care s-a concentrat în mod specific pe deficitele lor funcționale individuale. După efectuarea platoului în aceste regimuri, fără semne de îmbunătățire ulterioară, fiecare pacient a primit procedura de plasare chirurgicală a schelei ECM.
cercetătorii au îndepărtat țesutul cicatricial la acești pacienți și au introdus materialul ECM. „Este o matrice extracelulară de porc, dar moleculele care alcătuiesc ECM sunt colagenul, factorii de creștere și alte lucruri. Aceste tipuri de factori sunt foarte importanți în biologie”, a spus Badylak în timpul unei teleconferințe din 29 aprilie pentru reporteri.
fiecare pacient a revenit imediat la regimul de terapie fizică pre-chirurgicală pentru încă cinci până la 23 de săptămâni după intervenții chirurgicale. Succesul intervențiilor chirurgicale a fost determinat de capacitatea lor de a se îmbunătăți cu cel puțin 25% peste capacitatea lor maximă preoperatorie în activitățile de zi cu zi. Aceste activități includeau sarcini precum ridicarea unui picior la mers, luarea scărilor, ridicarea unui scaun și ridicarea unui picior într-o poziție așezată. În cazul fiecărui pacient, mușchiul a crescut, iar regenerarea a restabilit parțial aspectul normal.
analizând rezonanța magnetică și imaginile tomografice computerizate ale mușchiului tratat, cercetătorii au observat formarea de țesut dens la locul de implantare la șase luni post-chirurgie. După implantare, Materialul schelei ECM se degradează și eliberează molecule de semnalizare care atrag celulele stem la locul leziunii.
aceste celule stem se maturizează ulterior în celule musculare, ducând la dezvoltarea de țesut muscular nou, sănătos. Terapia fizică post-tratament a fost critică pentru eficacitatea tratamentului, au descoperit autorii. Terapia fizică poate declanșa semnale care direcționează celulele stem spre a deveni celule musculare, mai degrabă decât un alt tip de celulă, au propus ei.