en 7-årig tjej sticker fingret genom de snurrande ekrarna på sin brors cykel. Spetsen slits av.
hon anländer snart till akutmottagningen, där Dr. Christopher Allan och hans kolleger UW-medicinkirurger står inför ett beslut. Ska de försöka mikrokirurgisk återmontering? Sutur såret för att minimera vävnadsskador? Eller ska de hålla spetsen tillbaka som en” biologisk dressing ” för att skydda såret och hoppas att det transplanterar tillbaka på fingret?
efter en timme under mikroskopet, där de försökte hitta en artär som var tillräckligt stor för att reparera, fastnade de fingertoppen på och berättade för föräldrarna att det sannolikt skulle dö. Det gjorde det. Åtta veckor senare tog flickan Allan den saknade fingertoppen i en plastpåse.
på hennes hand var en perfekt funktionell ny.
Allan, då och nu en kirurg vid Hand -, axel-och Armbågscentret vid Harborview Medical Center i Seattle, visste från fallstudier att barn kunde återfå amputerade fingertoppar. Men han hade aldrig bevittnat den återväxten från första hand.
att se det fick honom att spendera de följande 15 plus åren på att undersöka om vuxna någonsin kunde göra detsamma.
reheal handske
Rotationsmodelleringsprocess som används i forskning för att utveckla en rehealing handske.
REHEAL glove research
med medarbetare över hela landet har han hittat celler som kan regenerera i fingertopparna hos vuxna, studerat det regenerativa undret som är zebrafisken och hjälpt till att bygga en futuristisk handske som kan skydda helande händer.
varje forskningsområde är en pusselbit som, om den löses, skulle hjälpa läkare att återfå förlorade fingertoppar, fingrar eller kanske till och med hela lemmar.
som kirurg på ett traumacenter på nivå Ett vet Allan att behovet är stort. Handskador står för 30 procent av alla amputationer och tio procent av akutavdelningsbesök. Detta ger upp till mer än fyra miljoner fall per år, enligt Centers for Disease Control and Prevention.
”vi ser så många traumatiska skador här, men vi kan bara göra så mycket”, säger Allan, som också är utredare vid UW Medicine Institute for Stem Cell and Regenerative Medicine. ”Tanken på ett annat tillvägagångssätt än att bara sy tillbaka något har stor överklagande.”
protetik och robotik kan erbjuda viss lättnad för patienter som har tappat siffror eller lemmar, sa Allan. Handtransplantationer, medan de fortfarande är sällsynta, har utförts dussintals gånger runt om i världen. Allan tror att den ideala lösningen skulle vara att återfödas en funktionell ny siffra eller lem.
här är hans dröm för att behandla en framtida patient som förlorade fingrar i en olycka: han skulle ta stamceller från patienten och odla dem snabbt i kultur; bygga en byggnadsställning av biomaterial som skulle stödja dessa celler, a la bone; och sedan skicka kemiska eller mekaniska signaler för att lirka dem att återföds vävnad. Allt detta skulle hända i en säker miljö där vävnaden kunde läka, som i den futuristiska handsken.
forskare har ännu inte identifierat alla hinder för denna dröm, än mindre lösa dem. Ändå är de breda konturerna av vad forskare måste göra kända. För det första behöver de celler som kan regenerera, och många av dem. I ett 2016-papper visade Allan och hans team att även när vi är vuxna behåller våra fingrar en population av celler som kan förvandlas till andra typer av vävnad när de får rätt signal.
det tyder på att anledningen till att vuxna inte kan återfå en fingertopp som den 7-åriga tjejen inte är en biologisk lag, men något annat: inte tillräckligt med celler som kan regenerera, eller brist på en riktig miljö eller saknade signaler för att starta den regenerativa processen.
svaren kan lura i en av naturens regenerativa underverk, zebrafisken. Om finen amputeras växer den helt enkelt en ny.
zebrafisk svans
om en zebrafisk förlorar sin svans, återfår den en ny.
zebrafisk svans
Allan samarbetar med Ron Kwon, uw-biträdande professor i ortopedi och idrottsmedicin, för att förstå den biologiska grunden för den återväxten och se hur den jämförs med oss däggdjur.
en viktig fråga är om däggdjursceller, om de placeras i en riktig miljö, har den nödvändiga molekylära maskinen för att återväxa bilagor. För att undersöka detta undersöker forskarna hur musceller, när de är ingraverade i en zebrafisks regenererande fin, svarar funktionellt på sin miljö och hur detta svar skiljer sig från zebrafiskceller.
sedan finns det REHEAL glove, bioengineered smart glove vars akronym står för regenerativ läkning av Extremitetstrauma. Handsken utvecklas i samarbete med forskare vid University of Texas-Arlington och använder negativt tryck för att suga vätska ur såret och bidra till att främja celltillväxt och blodflöde. Handsken kommer att börja kliniska prövningar på Harborview senare i sommar, sa Allan.
Regenerating lost fingers låter som science fiction. Kanske är det. Allan trycker på ändå. Han har sett förödelsen av patienter som inser vad de har förlorat tillsammans med sina fingrar eller händer.
när han tvivlar, driver hans sinne tillbaka till den 7-åriga tjejen och hennes återvuxna fingertopp.
” om någon mänsklig vävnad, av vilken storlek som helst, kan regenerera i alla åldrar, föreslår det möjligheten att göra detsamma på andra platser, med större vävnadsvolymer, i alla åldrar”, sa han. ”Våra sanna regenerativa gränser är okända.”
mediekontakt: Jake Siegel, 206.616.8376, [email protected]
