Kui Sir Martin John Evans avaldas 1981. aastal tõendusmaterjali esimeste embrüonaalsete tüvirakkude kultuuride kohta, pakkus uurimus meditsiinivaldkonna lootust. Paljud arvasid, et need spetsialiseerumata rakud võivad olla imerohi.
Idee on ahvatlev: vähese kaasamisega võivad need rakud muutuda nahast kõhreks kõigeks. Nad võivad kasvada isegi tervikteks elunditeks või kehaosadeks. Ja viimastel aastatel on teadlased õppinud, et nendel rakkudel on veel üks eriline omadus: nad võivad ergutada kasvu läheduses asuvates kudedes.
Kolmteist aastat tagasi ahvatles just viimane vara Liverpooli ülikooli integratiivse bioloogia instituudi juhti Anthony Hollanderit välja mõtlema uusi võimalusi põlvedes tekkivate meniski pisarate parandamiseks. Nüüd on Hollander ja tema meeskond lõpuks lõpetanud niinimetatud "elava sideme" esimese inimkatse. Ja täna anti talle selle leiutise jaoks ametlikult patent (USA patent nr 9 539 364).
Sideme koosneb õhukesest kollageeni karkassist - sidekoes leiduvast valgust, mis võib moodustada poorse, kuid sitke materjali. Teadlased infundeerivad selle kihi iga patsiendi luuüdist kasvatatud tüvirakkudega, mida nimetatakse mesenhüümirakkudeks. Remondi ajal paneb arst sideme meniski kahe külje vahele ja õmbleb seejärel menisk-kollageeni võileiva kokku. Idee on see, et tüvirakud eraldavad kasvufaktorid, mis soodustavad meniski kudede paranemist, aidates mõlemal küljel uuesti kokku kududa.
Hiljuti ajakirjas Stem Cells Translational Medicine avaldatud uus uuring dokumenteeris selle sideme esimese katse viiel inimesel vanuses 18–45 eluaastat koos meniskipisaratega. Kahe aasta pärast jäid kolmel patsiendil sümptomid vabaks.
Meniski rebendid on tavaline vigastus, kuid neid on eriti raske parandada. See paar c-kujulist kõhrerõngast mõlemas põlves toimib nagu amortisaatorid, pehmendades põlve löögi alt kõndimise, jooksmise, hüppamise ja kopsimise ajal. Need kaitsevad kõhrekorke, mis katavad põlves kokku tulnud luude otsad. Vananedes põhjustab pidev stress aga meniski kulumist, mis tähendab pisaraid.
Hollander selgitab, et probleem on see, et menisk ei parane nagu käe lõikus. Ketta välisservade pisarad paranevad suhteliselt hästi. Selles punase-punase tsoonina tuntud piirkonnas on suhteliselt hea verevarustus. Kuid see väheneb ketta siseservade suunas, mida tuntakse valge-valge tsoonina. Selle piirkonna pisarad ei paranda end kergesti. Selles uuringus käsitletud vigastused esinevad nii vaskulaarsuse piirkonnas (punane-valge tsoon) kui ka valge-valge tsoonis, mis tähendab, et neid pisaraid on kõige raskem parandada.
Kuni viimase mitme aastakümne lõpuni oli meniski pisarate parandamine katkestava meniski osa või kogu eemaldamine. Kuid nüüd usuvad teadlased, et see muudab liigesed vastuvõtlikumaks osteoartriidile - liigeste degeneratiivsele seisundile. Ilma meniski polstrita arvatakse, et liiges kannatab suuremat kulumist, kuna põlve kõhre on igapäevaste põhitegevuste, näiteks kõndimise ja treppidel ronimise ajal stressis. Isegi nii jääb see protseduur meniski pisarate kõige tavalisemaks raviks.
Kas tüvirakud on lahendus?
"Ma ei hüppa oma toolilt välja öeldes, et pean selle tehnoloogia haarama ja kasutama seda oma praktikas, " ütleb New Yorgi meditsiinikolledži spordimeditsiini juht Howard Luks. Testil ei olnud mitte ainult suhteliselt väike testirühm (viis inimest), vaid ka tagasihoidlik õnnestumise määr (kolm viiest).
Luks tõdeb siiski, et tulemused näitavad siiski teatud lubadust. "Nende paberil olev pisar on väga keeruline pisar ja teie keskmine ortopeed ei saa seda teha, " ütleb ta. "Nad saavad teatud pisaraid parandada, kuid nende parandamine oleks keerulisem."
Osteoartriidi väljakujunemisel on siiski rohkem tegureid, märgib ta. "Liiga kaua oleme mehaanilisest protsessist mõelnud, " ütleb ta. Kuigi meniski eemaldamine võib vallandada osteoartriidi, on see üks paljudest teguritest, mis võib haiguse algust soodustada.
Tõenäoliselt on kaasatud ka biokeemia, ütles Luks. Vigastus või liigne löök liigeses võib korvata selle, mida ta nimetab põlvedes keemiliseks kaskaadiks. "Põlves olevad kemikaalid ja ühendid muutuvad järelejäänud kõhre elujõulisuse suhtes vaenulikuks, " ütleb ta. Ja kui protsess on alanud, pole arstid veel välja mõelnud, kuidas seda peatada. Seega, kas selle uuringu patsientidel tekib osteoartriit, pole veel teada.
Selliste pisarate kinnitamiseks on osutunud võrdselt efektiivseks ka muud füüsilise parandamise meetodid, sealhulgas meetod, mida tuntakse ka kui abrasiivravi. Selle protseduuri käigus raseerib kirurg põlveliigese limaskesta (sünoviumi), et kutsuda esile verejooks ja aidata meniski taaskasvamisel.
"Aastakümnete vältel vältisime valgete-valgete alade meniskide parandamist mõttega, et see lihtsalt ei tööta, " räägib ta. "Kuid siis hakkas keegi meist neid parandama ja leidsime, et see toimib."
New Yorgi erikirurgia haigla kudede uurijal ja kliiniku töötajal Scott Rodeol oli uuringuga veel üks probleem: "Kontrollgruppi pole", ütleb ta. "Implantaadi enda jälitamist pole võimalik."
See esimene katse inimestel oli aga mõeldud elusate sidemete ohutuse kontrollimiseks, kirjutab Hollander. Kuna meniski valges tsoonis on operatsioonide ebaõnnestumise määr kõrge, ütleb ta: "Oleme kindlad, et järeldame, et ravist oli mingit otsest kasu." Kuigi ta loodab, et tulevastes uuringutes on kontrollrühm, märgib ta, et sellise grupiga on eetilisi probleeme. "Kuna on palju tõendeid, et ainuüksi kirurgia ebaõnnestub, " võib ta patsientide sellise protseduuri läbimist pidada ebaeetiliseks.
Elav side on siiski üks tüdruku paljulubavamaid meetodeid meniski parandamisel. Kui Hollander sellel areenil teadusuuringuid alustas, üritasid enamik teisi rühmi tüvirakkudega infundeeritud kollageenistruktuure tüvirakkude alusena kasutada koe kasvatamiseks, mis täidab meniski purunenud lõigud. "Kui teete koetehnoloogiat ja täidate ruumi, täidate suure tükikese koega, " selgitab Hollander.
Hollander aga leidis, et need meetodid ei tööta. Tüvirakke on liigestesse sisestamisel äärmiselt raske kontrollida. “Põlv on väga vaenulik keskkond, ” ütleb Luks. "[Nii] need rakud ei ela tavaliselt kaua põlves ja nad ei käitu samamoodi, nagu me arvasime, et hakkavad."
Kõigele lisaks soovis Hollander proovida midagi muud. "Mulle ei meeldi teha sama, mida teised inimesed, " ütleb ta naerdes. Nii otsustas ta proovida kasutada tüvirakkude muid omadusi, arendades lõpuks välja elusate sidemete. Sellest ajast peale on ta toote turustamiseks arendanud spin-off firmat Azelon.
Tänapäeval väidavad paljud arstid juba tüvirakkude edukat kasutamist meniski parandamisel: alates geelis suspendeeritud tüvirakkude pealekandmisest kuni kollageenistruktuurideni. Kuid Rodeo sõnul pole tehnoloogia kaugeltki laialt kasutusel, eriti Ameerika Ühendriikides, kus tüvirakkude kasvatamine on rangelt reguleeritud. Praegu on „kommertsrakendused teadusest hästi ees“, ütleb ta. Kõigi nende rakenduste kohta on veel palju õppida, enne kui neid saab turvaliselt kommertslikuks kasutamiseks.
Hollanderi arvates on tüvirakkude sidemed äärmiselt paljutõotavad mitte ainult põlvede jaoks, vaid ka mitmesuguste pehmete kudede parandamiseks, alates rotaatormansettidest kuni sünnitusel rebenenud emade päraku sphincteriteni. Praegu keskendub ta aga meniskile. "Ainult selle ühe rakenduse tegemine on võtnud aastaid, " ütleb ta. "Me ei saa kõike teha."
Hollander on juba hankinud rahastuse suuremaks kohtuprotsessiks. Samuti kavatseb ta protsessi sujuvamaks muuta, vähendades sellega osa kulusid - teema, mis puudutas nii Rodeot kui Luksi. Selleks loodab Hollander minna üle doonori tüvirakkude kasutamisele, nii et patsiendid ei pea esmalt tüvirakke aspireerima ja seejärel sideme implanteerima kahe protseduuriga.
"Proovime [elavat sidet] sügavkülmutada, et seda saaks haiglas säilitada mõne kuu ja seejärel lihtsalt sügavkülmast välja tõmmata, soojendada ja siirdada, " räägib ta. "See muudab protsessi palju lihtsamaks - tervishoiuteenuse osutajatele palju kuluefektiivsemaks."
Kuigi elava sideme efektiivsuse kinnitamiseks tuleb teha veel palju katseid, näib meeskond olevat õigel teel.
"Alumine rida on see, et meniski salvestamine tasub, " ütleb Luks. "Kui menisk on parandatav, tuleks see parandada."
