Резня, очевидная в таких катастрофах, как автомобильные аварии или военные сражения, часто отражается в телах вовлеченных людей. Тяжелая рана может привести к разрыву кровеносных сосудов и нервов, сломанным костям и обломкам клеток по всему телу ?? поле мусора внутри самого тела.
Это такие сцены, которые нейрохирург Джейсон Хуанг, М.D., противостоит каждый день. Серьезное повреждение нервов – одна из самых сложных травм для лечения Хуанга и его коллег. Это рана, которую получают люди, ставшие жертвами огнестрельных или ножевых ранений, тех, кто попал в автомобильные аварии ?? или солдатами, ранеными на поле боя, как те, кого Хуан лечил в Ираке.
Теперь, вернувшись в университетскую лабораторию, Хуанг и его команда сделали шаг вперед к цели более эффективного восстановления нервов у таких пациентов. В статье, опубликованной в журнале PLoS One, Хуанг и его коллеги из Медицинского центра Университета Рочестера сообщают, что удивительный набор клеток может иметь потенциал для трансплантации нервов.
В исследовании на крысах группа Хуанга обнаружила, что нейроны ганглия задних корешков, или клетки DRG, помогают создавать толстые здоровые нервы, не вызывая нежелательного внимания со стороны иммунной системы.
Это открытие является одним из шагов к лучшему лечению более чем 350 000 пациентов в Соединенных Штатах, ежегодно страдающих серьезными повреждениями периферических нервов. Лаборатория Хуанга – одна из немногих, кто разрабатывает новые технологии для лечения таких ран.
"Это очень серьезные травмы, и пациенты действительно страдают, многие очень долго," сказал Хуанг, доцент нейрохирургии и руководитель нейрохирургии в Highland Hospital, филиале Медицинского центра Университета Рочестера. "Вариантов множество, но ни один из них не идеален.
"Наша долгосрочная цель – вырастить живые нервы в лаборатории, затем трансплантировать их пациентам и сократить время, необходимое для работы этих нервов," добавил Хуанг, чей проект финансировался Национальным институтом неврологических расстройств и инсульта и Медицинским центром Университета Рочестера.
Чтобы поврежденный нерв восстановился, две разъединенные, но здоровые части нерва должны каким-то образом найти друг друга в лабиринте тканей и соединиться друг с другом. Это происходит естественно при очень маленькой ране ?? очень похоже на то, что наша кожа снова вырастает из небольшого пореза ?? но для некоторых нервных травм разрыв слишком велик, и нерв не может вырасти без вмешательства.
Для хирургов, таких как Хуанг, предпочтительным вариантом является трансплантация нервной ткани из другого места в теле пациента ?? например, разрез нерва на ноге ?? в раненую область. Пересаженный нерв служит каркасом, своего рода проводником для роста нового нерва и преодоления разрыва. Поскольку ткань поступает от пациента, организм принимает новый нерв и не атакует его.
Но для многих пациентов это лечение не вариант. У них могут быть серьезные раны других частей тела, поэтому лишняя нервная ткань недоступна. Альтернативы могут включать пересадку нервов от трупа или животного, но они сопряжены с другими проблемами, такими как пожизненная потребность в сильнодействующих иммунодепрессантах, и используются редко.
Одной из технологий, используемых Хуангом и другими нейрохирургами, является NeuraGen Nerve Guide, полая рассасывающаяся коллагеновая трубка, через которую нервные волокна могут расти и находить друг друга. Эта технология часто используется для восстановления повреждений нервов на коротких расстояниях, длина которых не превышает полдюйма.
В исследовании PLoS One команда Хуанга сравнила несколько методов, чтобы попытаться восполнить нервный разрыв размером примерно полдюйма у крыс. Команда трансплантировала нервные клетки крыс другого типа в место раны и сравнила результаты, когда технология NeuraGen использовалась отдельно, или когда она использовалась в паре с клетками DRG или с другими клетками, известными как клетки Шванна.
Через четыре месяца команда обнаружила, что трубки, оснащенные клетками DRG или Шванна, помогли восстановить здоровье нервов. Кроме того, клетки DRG вызывали меньше нежелательного внимания со стороны иммунной системы, чем клетки Шванна, которые привлекали в два раза больше макрофагов и больше иммунного соединения гамма-интерферона.
Хотя и шванновские, и DRG-клетки являются известными участниками регенерации нервов, шванновские клетки чаще рассматриваются как потенциальные партнеры в процессе трансплантации нервов, даже несмотря на то, что они создают значительные проблемы из-за реакции иммунной системы на них.
"Принято считать, что шванновские клетки играют решающую роль в регенеративном процессе," сказал Хуанг, ученый из Центра нейронного развития и болезней. "Хотя мы знаем, что это правда, мы показали, что клетки DRG также могут играть важную роль. Мы думаем, что клетки DRG могут быть богатым ресурсом для регенерации нервов."
В смежном направлении исследований Хуанг вместе с коллегами из лаборатории Дугласа Х. Смит, М.D., в Университете Пенсильвании создают клетки DRG в лаборатории, растягивая их, что заставляет их расти примерно на один дюйм каждые три недели. Идея состоит в том, чтобы вырастить нервы на несколько дюймов в длину в лаборатории, а затем трансплантировать их пациенту, вместо того, чтобы ждать месяцами после операции, пока нервные окончания пройдут это расстояние внутри пациента, чтобы в конечном итоге соединиться.