Il nuovo metodo di crescita nervosa potrebbe aiutare i soldati feriti e altri

UN una piccola lesione a un nervo esterno al cervello e al midollo spinale è relativamente facile da riparare semplicemente allungandolo, ma una grande lacuna in un tale nervo periferico pone problemi. Di solito, un altro nervo viene prelevato da altre parti del corpo e provoca una lesione extra e restituisce solo movimenti limitati.

Ora i ricercatori dell’Università di Pittsburgh hanno trovato un modo efficace per colmare tale divario – almeno nei topi e nelle scimmie – inserendo un tubo biodegradabile che rilascia una proteina chiamata fattore di crescita per diversi mesi. In uno studio pubblicato mercoledì in Scienza Medicina traslazionale, il team ha dimostrato che il tubo funziona come guida per la crescita del nervo lungo il percorso corretto e che la proteina naturale induce il nervo a crescere più velocemente.

Kacey Marra, professoressa presso i dipartimenti universitari di chirurgia plastica e bioingegneria, afferma di aver lavorato per una dozzina di anni sul dispositivo, che spera in particolare di aiutare i soldati feriti in combattimento. Più della metà dei soldati feriti subisce lesioni ai nervi, dice. E come figlia e nipote di militari, considera la sua missione aiutare i loro successori. L’equipaggiamento da combattimento fa un buon lavoro nel proteggere il torace e la testa di un soldato, ma le braccia e le gambe sono spesso esposte, motivo per cui le lesioni ai nervi periferici sono così comuni, dice Marra. Anche gli incidenti stradali e gli incidenti che coinvolgono macchinari come spazzaneve possono danneggiare i nervi coinvolti nel controllo di mani, braccia, gambe e piedi.

Negli Stati Uniti, ci sono circa 600.000 lesioni ai nervi ogni anno, dice, anche se non è sicura di quante siano abbastanza gravi da richiedere il trasferimento di un secondo nervo perché queste informazioni non sono ancora rintracciate. Quando le lesioni sono gravi, l’unico trattamento attuale è quello di prendere un nervo da qualche altra parte del corpo, dice Marra. Ma i pazienti recuperano solo circa il 50-60 percento della funzione nel nervo danneggiato.

“Gli innesti nervosi più lunghi sono sempre più impegnativi”, afferma Christine Schmidt, professore e presidente del dipartimento di ingegneria biomedica dell’Università della Florida, che non è stato coinvolto nella ricerca. “Sarebbe bello essere in grado di affrontare i danni ai nervi a lungo termine.” Nota che il nervo testato dal team di Pittsburgh è relativamente piccolo nei macachi. “Sarà ancora una sfida passare a nervi più grandi”, afferma. “Sarebbe bello vedere un nervo un po ‘più grande”, che sarebbe più rilevante per i pazienti.

Lo studio ha dimostrato che il nuovo dispositivo ha ripristinato quasi l’80% delle funzioni. Utilizza il fattore neurotrofico derivato dalle cellule gliali (GDNF), una proteina che promuove la sopravvivenza delle cellule nervose. Marra ha scelto GDNF, dice, perché “se si ottiene una lesione ai nervi come un taglio di carta, le cellule dei nervi esprimeranno questa proteina ad alti livelli. E questo recluta altre cellule per entrare e riparare il nervo. ” Il tubo è realizzato con lo stesso polimero dei punti dissolvibili, che è già stato approvato a livello federale per l’uso chirurgico.

Altri ricercatori stanno esplorando l’uso di cellule staminali o di altre cellule per aiutare a colmare il divario nel nervo, ma l’approccio di Marra e dei suoi colleghi probabilmente avrà un momento più facile ricevere l’approvazione federale perché non coinvolge le cellule. “Se dovessero aggiungere cellule staminali o troppe complessità”, sarebbe più difficile vincere un via libera regolamentare, afferma Schmidt. È meglio fare progressi con piccoli passi, come hanno fatto i ricercatori di Pittsburgh, dice. “Lo stanno facendo in un modo molto realistico che può portare a un risultato clinico, ed è proprio quello che vuoi”, aggiunge Schmidt.

I nervi possono rigenerarsi a una velocità di circa un millimetro al giorno e ci sono tre mesi di GDNF nel tubo, che consente lesioni di chiusura di circa 12 centimetri o 4,7 pollici.

Nello studio di otto anni, i ricercatori hanno addestrato i macachi di rhesus mangiare con l’indice e il pollice, cosa che potevano fare solo se un nervo riparato funzionava correttamente. Hanno usato questa manovra con le dita piuttosto che afferrare il cibo con il pugno, come fanno di solito quando mangiano. Se hanno pizzicato il pellet di banana, hanno ricevuto una seconda sorpresa, dice Marra. “Siamo stati in grado di vedere la ripresa”, aggiunge. “A quel punto, sapevamo di essere pronti a testare sugli umani.”

Marra afferma che lei e i suoi colleghi hanno diverse proposte in sospeso per i primi studi clinici sugli esseri umani, che probabilmente inizieranno nel 2021 e dureranno almeno tre anni. Una start-up che ha lanciato, AxoMax Technologies, ha concesso in licenza la tecnologia dell’Università di Pittsburgh per iniziare gli esperimenti. Marra ritiene che il suo dispositivo possa avere un prezzo competitivo, rispetto allo spostamento di un nervo da un’altra parte del corpo e, potenzialmente, anche rispetto agli approcci di riparazione esistenti per le lacune dei piccoli nervi.

Il suo team sta anche iniziando a studiare se il suo metodo funzionerà per i nervi facciali, ma pensa che sia improbabile che sia efficace per le lesioni del midollo spinale, che sono molto più complesse e coinvolgono più nervi. I ricercatori stanno anche cercando di rigenerare i muscoli colpiti dai nervi feriti. “Penso [this approach] potrebbe davvero rivoluzionare pensando alla riparazione dei nervi e alle diverse opzioni che un paziente avrà ”, afferma Marra.

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