Una bambina di 7 anni infila il dito tra i raggi rotanti della bici di suo fratello. La punta viene strappata.
Arriva presto al pronto soccorso, dove il dottor Christopher Allan e i suoi colleghi chirurghi di medicina UW affrontano una decisione. Dovrebbero tentare il riattacco microchirurgico? Suturare la ferita per ridurre al minimo i danni ai tessuti? O dovrebbero attaccare la punta come una “medicazione biologica” per proteggere la ferita e sperare che si innesti di nuovo al dito?
Dopo un’ora sotto il microscopio, dove stavano cercando di trovare un’arteria abbastanza grande da riparare, hanno attaccato il polpastrello e hanno detto ai genitori che probabilmente sarebbe morto. L’ha fatto. Otto settimane dopo la ragazza portò ad Allan il polpastrello mancante in un sacchetto di plastica.
Sulla sua mano c’era una nuova perfettamente funzionale.
Allan, allora e ora un chirurgo presso il centro di mano, spalla e gomito presso Harborview Medical Center di Seattle, sapeva da casi di studio che i bambini potevano ricrescere dita amputate. Ma non aveva mai assistito a quella ricrescita in prima persona.
Vederlo lo spinse a passare i successivi 15 anni a esplorare se gli adulti potessero mai fare lo stesso.
guanto reheal
Processo di modellazione rotazionale utilizzato nella ricerca per sviluppare un guanto di rehealing.
REHEAL guanto di ricerca
Con collaboratori in tutto il paese, ha trovato cellule in grado di rigenerazione portata di mano di adulti, studiato rigenerativa meraviglia che è il zebrafish, e ha contribuito a costruire un avveniristico guanto che può proteggere la guarigione mani.
Ogni area di ricerca è un pezzo di un puzzle che, se risolto, aiuterebbe i medici a far ricrescere le dita perse, le dita o forse anche interi arti.
Come chirurgo in un centro traumatologico di livello Uno, Allan sa che il bisogno è grande. Le lesioni alle mani rappresentano il 30 per cento di tutte le amputazioni e il dieci per cento delle visite al pronto soccorso. Questo aggiunge fino a più di quattro milioni di casi all’anno, secondo i Centers for Disease Control and Prevention.
“Vediamo così tante lesioni traumatiche qui, ma possiamo fare solo così tanto”, ha detto Allan, che è anche un investigatore presso l’Istituto di UW Medicine per le cellule staminali e la medicina rigenerativa. “L’idea di un approccio diverso dalla semplice cucitura di qualcosa ha un grande fascino.”
Protesi e robotica possono offrire qualche sollievo ai pazienti che hanno perso cifre o arti, Allan ha detto. Trapianti di mano, mentre ancora rari, sono stati eseguiti decine di volte in tutto il mondo. Allan pensa che la soluzione ideale sarebbe quella di far ricrescere una nuova cifra o arto funzionale.
Ecco il suo sogno per il trattamento di un futuro paziente che ha perso le dita in un incidente: Avrebbe preso le cellule staminali dal paziente e farle crescere rapidamente in coltura; costruire un’impalcatura di biomateriale che sosterrebbe quelle cellule, a la bone; e poi inviare segnali chimici o meccanici per convincerli a ricrescere il tessuto. Tutto questo accadrebbe in un ambiente sicuro dove il tessuto potrebbe guarire, come all’interno di quel guanto futuristico.
I ricercatori devono ancora identificare tutti gli ostacoli a questo sogno, per non parlare di risolverli. Tuttavia, le grandi linee di ciò che gli scienziati devono fare sono noti. In primo luogo, hanno bisogno di cellule capaci di rigenerazione, e molti di loro. In un documento del 2016, Allan e il suo team hanno dimostrato che anche quando siamo adulti, le nostre dita mantengono una popolazione di cellule che possono trasformarsi in altri tipi di tessuto quando viene dato il segnale giusto.
Ciò suggerisce che il motivo per cui gli adulti non possono far ricrescere un dito come quella bambina di 7 anni non è una legge biologica, ma qualcos’altro: non abbastanza cellule capaci di rigenerazione, o mancanza di un ambiente adeguato, o segnali mancanti per avviare il processo rigenerativo.
Le risposte possono nascondersi in una delle meraviglie rigenerative della natura, il pesce zebra. Se la sua pinna viene amputata, ne cresce semplicemente una nuova.
Coda di pesce zebra
Se un pesce zebra perde la coda, ne ricresce una nuova.
coda di pesce zebra
Allan collabora con Ron Kwon, UW assistant professor di ortopedia e medicina dello sport, per capire le basi biologiche di quella ricrescita e vedere come si confronta con noi mammiferi.
Una domanda importante è se le cellule di mammifero, se poste in un ambiente adeguato, posseggano il macchinario molecolare necessario per ricrescere le appendici. Per indagare su questo, i ricercatori stanno esplorando come le cellule di topo, quando innestate nella pinna rigenerante di un pesce zebra, rispondono funzionalmente al loro ambiente e come questa risposta differisce dalle cellule di zebrafish.
Poi c’è il guanto REHEAL, guanto intelligente bioingegnerato il cui acronimo sta per Guarigione rigenerativa del trauma degli arti. Sviluppato in collaborazione con ricercatori dell’Università del Texas-Arlington, il guanto utilizza la pressione negativa per aspirare il fluido dalla ferita e contribuire a promuovere la crescita cellulare e il flusso sanguigno. Il guanto inizierà le sperimentazioni cliniche a Harborview entro la fine dell’estate, ha detto Allan.
Rigenerare le dita perse sembra fantascienza. Forse lo e’. Allan spinge comunque. Ha visto la devastazione dei pazienti che si rendono conto di ciò che hanno perso insieme alle loro dita o mani.
Ogni volta che ha dei dubbi, la sua mente torna a quella bambina di 7 anni e al suo polpastrello ricresciuto.
“Se qualsiasi tessuto umano, di qualsiasi dimensione, può rigenerarsi a qualsiasi età, suggerisce la possibilità di fare lo stesso in altri siti, con volumi di tessuto più grandi, a qualsiasi età”, ha detto. “I nostri veri limiti rigenerativi sono sconosciuti.”
Contatto con i media: Jake Siegel, 206.616.8376, [email protected]
