Kada je Sir Martin John Evans objavio 1981. dokaze o prvim kulturama matičnih stanica embriona, istraživanje je pružilo tračak nade u medicinskom području. Mnogi su mislili da bi ove nespecijalizirane stanice mogle biti panaceja.
Ideja je mučna: Uz malo nakupljanja, ove ćelije imaju potencijal pretvoriti se u bilo što, od kože do hrskavice. Oni bi čak mogli prerasti u kompletne organe ili dijelove tijela. I posljednjih godina istraživači su saznali da ove stanice imaju još jedno posebno svojstvo: mogu potaknuti rast u obližnjim tkivima.
Prije trinaest godina, upravo je ovo posljednje svojstvo zavelo Anthonyja Hollandera, šefa Instituta za integrativnu biologiju na Sveučilištu u Liverpoolu, da smisli nove načine popravljanja suza meniskusa u koljenima. Sada su Hollander i njegov tim konačno završili prvo ispitivanje ljudi takozvanog "živog zavoja". I danas mu je službeno odobren patent (američki patent br. 9, 539, 364) za izum.
Zavoj se sastoji od tankog kolagena kolagena - proteina koji se nalazi u vezivnom tkivu koji može tvoriti porozan, ali tvrd materijal. Istraživači infuziraju ovaj sloj vrste matičnih stanica, poznatih kao mezenhimske stanice, uzgajane iz koštane srži svakog pacijenta. Tijekom popravka, liječnik stavlja zavoj između dvije strane meniskusa, a zatim svodi meniskalno-kolagenski sendvič zajedno. Ideja je da matične stanice emitiraju čimbenike rasta koji promiču zacjeljivanje tkiva meniskusa, pomažući obema stranama da se sjedine.
Nova studija, objavljena nedavno u časopisu Stem Cells Translational Medicine, dokumentirala je prvi test ovog zavoja na pet ljudskih ispitanika, u dobi od 18 do 45 godina, sa suzama meniskusa. Nakon dvije godine, tri pacijenta ostala su bez simptoma.
Suze meniskusa uobičajena su ozljeda, ali one su notorno teško popraviti. Ovaj par prstenastih hrskavica u obliku c u svakom koljenu djeluje poput amortizera, jačajući koljeno od udarca dok hodate, trčite, skačete i plućite. Oni štite kapke hrskavice koji prekrivaju krajeve kosti koje se spajaju u koljenu. Kako staremo, međutim, kontinuirani stres uzrokuje trošenje meniscija, što znači i suze.
Problem, objašnjava Hollander, je taj što meniskus ne zaraste poput posjekotina na vašoj ruci. Suze na vanjskim rubovima diska zarastaju relativno dobro. Ova regija, poznata kao crveno-crvena zona, ima relativno dobru opskrbu krvlju. Ali to se smanjuje prema unutarnjim rubovima diska, poznatim kao bijelo-bijela zona. Suze u ovoj regiji ne mogu se lako popraviti. Ozljede opisane u ovoj studiji nastaju u području srednje srednje vaskularnosti (crveno-bijela zona) kao i bijelo-bijeloj zoni, što znači da je ove suze najteže popraviti.
Do zadnjih nekoliko desetljeća, sanacija suzama meniskusa bila je uklanjanje dijela ili cijelog meniskusa koji je sadržavao puknuće. Ali sada istraživači vjeruju da ovo ostavlja zglobove osjetljivijim na osteoartritis - degenerativno stanje u zglobovima. Bez jastuka meniskusa smatra se da zglob trpi veće trošenje, jer se hrskavica koljena naglašava tijekom osnovnih dnevnih aktivnosti poput hodanja i penjanja stepenicama. Unatoč tome, ovaj postupak ostaje najčešći tretman suza meniskusa.
Dakle, jesu li matične stanice rješenje?
"Ne skačem s stolice govoreći da moram iskoristiti ovu tehnologiju i to moram primijeniti u svojoj praksi", kaže Howard Luks, šef sportske medicine na Medicinskom fakultetu u New Yorku. Test nije imao samo relativno malu ispitnu skupinu (pet ljudi), već je i skroman stupanj uspješnosti (tri od pet).
Luks, međutim, priznaje da rezultati pokazuju nešto obećavajuće. "Suza je na njihovom papiru ovdje vrlo složena suza, a vaš prosječan ortoped ne može to učiniti", kaže on. "Oni mogu popraviti određene suze, ali bilo bi zahtjevnije popraviti onaj koji su popravili."
Međutim, u razvoju osteoartritisa igra više čimbenika, napominje on. "Predugo smo razmišljali iz mehaničarskog procesa", kaže on. Iako uklanjanje meniskusa može potaknuti osteoartritis, to je jedan od mnogih čimbenika koji mogu potaknuti pojavu bolesti.
Vjerojatno je također uključena biokemija, kaže Luks. Ozljeda ili pretjerani udar u zglob mogu pokrenuti ono što on naziva "kemijskom kaskadom" u koljenima. "Kemikalije i spojevi unutar koljena postaju neprijateljski otporni na preostalu hrskavicu", kaže on. I nakon što postupak započne, liječnici još nisu smislili kako ga zaustaviti. Dakle, još uvijek nije poznato hoće li pacijenti u ovom ispitivanju razviti osteoartritis.
Ostale metode fizičkog popravljanja pokazale su se jednako učinkovite za popravljanje takvih suza, napominje Luks, uključujući metodu poznatu kao terapija abrazijom. U ovom postupku kirurg obrijava sluznicu koljenog zgloba (sinovij) da izazove neko krvarenje i pomogne pri ponovnom usponu meniskusa.
"Desetljećima smo izbjegavali popraviti menisci u bijelo-bijeloj zoni s mišlju da to jednostavno neće uspjeti", kaže on. "Ali hrpa nas je počela popravljati i otkrili smo da je uspjelo."
Scott Rodeo, istraživač tkiva i kliničar iz bolnice za specijalnu kirurgiju u New Yorku, imao je još jedan problem u vezi sa studijom: "Nema kontrolne skupine", kaže on. "Ne postoji praćenje samog implantata."
Međutim, ovaj prvi test na ljudima trebao je testirati sigurnost živog zavoja, kaže Hollander. Budući da su stope neuspjeha visoke za operaciju u bijeloj zoni meniskusa, "kaže da smo sigurni u zaključak da postoji neka izravna korist od liječenja." Iako se nada da će u narednim studijama imati kontrolnu skupinu, napominje da postoje etičke brige s takvom skupinom. "Budući da postoji puno dokaza da sama operacija ne uspije", kaže, pacijenti koji se podvrgavaju takvom postupku mogu se smatrati neetičkim.
Živi zavoj je, međutim, jedna od perspektivnijih metoda upotrebe matičnih stanica u popravku meniskusa. Kada je Hollander započeo istraživanje u ovoj areni, većina drugih skupina pokušavala je koristiti kolagene strukture infuzirane matičnim stanicama kao temelj matičnim stanicama za rast tkiva koje ispunjava slomljene dijelove meniskusa. "Kada radite inženjering tkiva, radite prostor za punjenje, napravite veliki komad tkiva", objašnjava Hollander.
Hollander je, međutim, imao smislenost da ove metode neće raditi. Matične stanice je izuzetno teško kontrolirati kada se umetnu u zglobove. "Koljeno je vrlo neprijateljsko okruženje", kaže Luks. "[Dakle] ove stanice obično ne žive dugo u koljenu i ne ponašaju se onako kako smo mislili da će učiniti."
Da nadopunim to, Hollander je želio isprobati nešto drugačije. „Ne volim raditi isto što i drugi ljudi“, kaže kroz smijeh. Stoga je odlučio pokušati iskoristiti druga svojstva matičnih stanica, na kraju razvijajući živi zavoj. Od tada je razvio spin-off kompaniju, Azelon, kako bi plasirao na tržište proizvod.
Ovih dana mnogi liječnici već tvrde da se matične stanice uspješno koriste u popravku meniskusa: od primjene matičnih stanica suspendiranih u gelu do kolagenih struktura. Ali tehnologija je daleko od široke uporabe, kaže Rodeo, osobito u Sjedinjenim Državama, gdje je uzgoj matičnih stanica strogo reguliran. U ovom trenutku, "komercijalna primjena je daleko ispred znanosti", kaže on. Mnogo je više saznanja o svim tim aplikacijama prije nego što se mogu sigurno komercijalno koristiti.
Hollander smatra da zavoji matičnih stanica izuzetno obećavaju ne samo za koljena, već i za obnavljanje mekih tkiva, od manšetskih rotatora do majčinih analnih sfinktera koji su bili porobljeni. Za sada se, međutim, fokusira na menisci. „Samo za rad na ovoj aplikaciji potrebno nam je više godina, “ kaže on. "Ne možemo sve."
Hollander je već nabavio sredstva za veće suđenje. Također planira pojednostaviti postupak, smanjujući dio svojih troškova - što se tiče i Rodea i Luksa. Da bi se to postiglo, Hollander se nada da će se prebaciti na korištenje matičnih stanica donora, tako da pacijenti ne moraju proći dva postupka, prvo aspirirati matične stanice, a zatim implantirati zavoj.
"Pokušavamo zamrznuti [živi zavoj] kako bi ga mogli čuvati nekoliko mjeseci u bolnici, a zatim ga samo izvadili iz zamrzivača, zagrijali i implantirali", kaže on. "To ga čini mnogo jednostavnijim postupkom - mnogo isplativijim za pružatelje zdravstvenih usluga."
Iako je potrebno napraviti mnogo više ispitivanja kako bi se potvrdila učinkovitost živog zavoja, čini se da je tim na dobrom putu.
„Dno crta je, isplati se za uštedu meniskusa“, kaže Luks. "Ako je meniskus popravljiv, treba ga popraviti."
