7-letnia dziewczynka wbija palec w szprychy roweru brata. Końcówka zostaje zerwana.
wkrótce przybywa na ostry dyżur, gdzie dr Christopher Allan i jego koledzy chirurdzy medycyny UW stają przed decyzją. Czy powinni podjąć próbę ponownej operacji mikrochirurgicznej? Zszyć ranę, żeby zminimalizować uszkodzenia tkanek? A może powinni przykleić końcówkę z powrotem jako „opatrunek biologiczny”, aby chronić ranę i mieć nadzieję, że przeszczepi ją z powrotem na palec?
po godzinie pod mikroskopem, gdy próbowali znaleźć tętnicę wystarczająco dużą, aby ją naprawić, wtykali opuszek palca i powiedzieli rodzicom, że prawdopodobnie umrze. Tak. Osiem tygodni później dziewczyna przyniosła Allanowi brakujący czubek palca w plastikowej torbie.
na jej ręce była doskonale funkcjonalna Nowa.
Allan, wtedy i teraz chirurg w centrum ręki, ramienia i łokcia w Harborview Medical Center w Seattle, wiedział ze studiów przypadków, że dzieci mogą odrastać amputowane opuszki palców. Ale nigdy nie był świadkiem tego odrastania z pierwszej ręki.
zobaczenie tego skłoniło go do spędzenia kolejnych 15 lat na zastanawianiu się, czy dorośli mogą kiedykolwiek zrobić to samo.
proces modelowania rotacyjnego stosowany w badaniach nad opracowaniem rękawicy do ponownego zgrzewania.
REHEAL glove research
wraz ze współpracownikami z całego kraju znalazł komórki zdolne do regeneracji w opuszkach palców dorosłych, zbadał regeneracyjny cud danio pręgowanego i pomógł zbudować futurystyczną rękawicę, która może chronić uzdrawiające dłonie.
każdy obszar badawczy jest kawałkiem układanki, która, jeśli zostanie rozwiązana, pomoże lekarzom odzyskać utracone opuszki palców, palce, a może nawet całe kończyny.
jako chirurg w centrum urazowym Level One, Allan wie, że potrzeba jest wielka. Urazy dłoni odpowiadają za 30% amputacji i 10% wizyt na oddziałach ratunkowych. Daje to ponad cztery miliony przypadków rocznie, według Centers for Disease Control and Prevention.
„widzimy tu tak wiele urazów, ale możemy zrobić tylko tak wiele” – powiedział Allan, który jest również badaczem w Instytucie komórek macierzystych i Medycyny Regeneracyjnej UW. „Pomysł innego podejścia niż zwykłe przyszycie czegoś z powrotem ma wielką atrakcyjność.”
protetyka i robotyka mogą zaoferować pewną ulgę pacjentom, którzy stracili palce lub kończyny, powiedział Allan. Przeszczepy rąk, choć wciąż rzadkie, były wykonywane dziesiątki razy na całym świecie. Allan uważa, że idealnym rozwiązaniem byłoby odrodzenie funkcjonalnej nowej cyfry lub kończyny.
oto jego marzenie o leczeniu przyszłego pacjenta, który stracił palce w wypadku: pobierałby komórki macierzyste od pacjenta i szybko je hodował w hodowli; zbudował rusztowanie z biomateriału, które wspierałoby te komórki, a la bone; a następnie wysyłać sygnały chemiczne lub mechaniczne, aby nakłonić je do odrastania tkanki. Wszystko to odbywałoby się w bezpiecznym środowisku, gdzie tkanka mogłaby się zagoić, jak w futurystycznej rękawicy.
naukowcy jeszcze nie zidentyfikowali wszystkich przeszkód do tego snu, nie mówiąc już o ich rozwiązaniu. Niemniej jednak znane są ogólne zarysy tego, co naukowcy mają do zrobienia. Po pierwsze, potrzebują komórek zdolnych do regeneracji, a wiele z nich. W artykule z 2016 roku, Allan i jego zespół wykazali, że nawet kiedy jesteśmy dorośli, nasze palce zachowują populację komórek, które mogą przekształcić się w inne rodzaje tkanek, gdy dany jest właściwy sygnał.
to sugeruje, że powodem, dla którego dorośli nie mogą odrastać koniuszka palca, jak ta 7-letnia dziewczynka, nie jest prawo biologiczne, ale coś innego: za mało komórek zdolnych do regeneracji, brak odpowiedniego środowiska lub brak sygnałów, aby rozpocząć proces regeneracji.
odpowiedzi mogą czaić się w jednym z cudów natury, danio pręgowanym. Jeśli jego płetwa jest amputowana, po prostu wyrasta nowa.
jeśli danio pręgowany straci ogon, odradza nowy.
ogon danio pręgowanego
Allan współpracuje z Ronem Kwonem, adiunktem ortopedii i Medycyny Sportowej UW, aby zrozumieć biologiczne podstawy tego odrastania i zobaczyć, jak to się porównuje z amerykańskimi ssakami.
jednym z głównych pytań jest to, czy komórki ssaków, umieszczone w odpowiednim środowisku, posiadają niezbędną molekularną maszynę do odrastania przydatków. Aby to zbadać, badacze badają, w jaki sposób komórki myszy, po wszczepieniu w regenerującą płetwę danio pręgowanego, funkcjonalnie reagują na ich środowisko i jak ta reakcja różni się od komórek danio pręgowanego.
jest jeszcze rękawica REHEAL, bioengineered smart glove, której akronim oznacza regeneracyjne leczenie urazu kończyn. Rękawica została opracowana we współpracy z naukowcami z University of Texas-Arlington i wykorzystuje podciśnienie do odsysania płynu z rany oraz wspomaga wzrost komórek i przepływ krwi. Rękawica rozpocznie badania kliniczne w Harborview jeszcze tego lata, Allan powiedział.
regeneracja utraconych palców brzmi jak science fiction. Może tak. Allan i tak popycha. Widział dewastację pacjentów, którzy zdają sobie sprawę z tego, co stracili wraz z palcami lub dłońmi.
ilekroć ma wątpliwości, jego umysł wraca do tej 7-letniej dziewczynki i jej odrastającego palca.
„jeśli jakakolwiek ludzka tkanka, o dowolnej wielkości, może się regenerować w każdym wieku, sugeruje to możliwość zrobienia tego samego w innych miejscach, z większą objętością tkanki, w każdym wieku”, powiedział. „Nasze prawdziwe granice regeneracji są nieznane.”
Kontakt Dla mediów: Jake Siegel, 206.616.8376, [email protected]
