Kun Sir Martin John Evans julkaisi todisteita ensimmäisistä alkion kantasoluviljelmistä vuonna 1981, tutkimus tarjosi toivon vilkaisun lääketieteen alalla. Monet ajattelivat, että nämä määrittelemättömät solut voisivat olla ihmelääke.
Idea on houkutteleva: Hieman koaksioimalla näillä soluilla on mahdollisuus muuttua mitä tahansa iholta rustoon. Ne voivat jopa kasvaa kokonaisiksi elimiksi tai kehon osiksi. Ja viime vuosina tutkijat ovat oppineet, että näillä soluilla on toinen erityinen ominaisuus: ne voivat vauhdittaa kasvua lähellä olevissa kudoksissa.
Kolmetoista vuotta sitten juuri tämä viimeksi mainittu ominaisuus houkutteli Liverpoolin yliopiston integratiivisen biologian instituutin johtaja Anthony Hollanderia keksimään uusia tapoja korjata meniskin kyyneleet polvissa. Nyt Hollander ja hänen tiiminsä ovat viimein saaneet päätökseen ensimmäisen ns. Elävän siteen ihmisessä suoritetun oikeudenkäynnin. Ja tänään hänelle myönnettiin virallisesti patentti (US-patentti nro 9 539 364) keksinnölle.
Side koostuu ohuesta kollageenitelineestä - sidekudoksesta löytyvästä proteiinista, joka voi muodostaa huokoisen mutta kovan materiaalin. Tutkijat infusoivat tämän kerroksen kantasoluilla, joita kutsutaan mesenkymaalisoluiksi ja joita viljellään kunkin potilaan luuytimestä. Korjauksen aikana lääkäri asettaa siteen meniskin molemmin puolin ja omistaa sitten meniskali-kollageenivärilevyn. Ajatuksena on, että kantasolut säteilevät kasvutekijöitä, jotka edistävät meniskin kudoksen paranemista, auttaen kumpaakin puolta neulomaan takaisin toisiinsa.
Uudessa tutkimuksessa, joka julkaistiin äskettäin Stem Cells Translational Medicine -yrityksessä, dokumentoitiin tämän siteen ensimmäinen testi viidestä 18–45-vuotiasta ihmistä, joilla oli meniskin kyyneleet. Kahden vuoden kuluttua kolme potilaista pysyi oireettomana.
Meniskin kyyneleet ovat yleisiä vammoja, mutta niitä on huomattavasti vaikea korjata. Tämä pari c-muotoisia rustorenkaita molemmissa polvissa toimii kuin iskunvaimentimet, ja ne pehmentävät polvia iskusta kävellessä, juoksemalla, hyppäämällä ja keuhkoilla. Ne suojaavat rustokorkkeja, jotka peittävät polvissa olevien luiden päät. Ikääntyessään jatkuva stressi aiheuttaa menisciä kulumista, mikä tarkoittaa kyyneliä.
Ongelma, Hollander selittää, on, että meniski ei parane kuin leikkaus käsivarressa. Levyn ulkoreunojen kyyneleet paranevat suhteellisen hyvin. Tällä alueella, joka tunnetaan puna-punaisena vyöhykkeenä, on suhteellisen hyvä verenhuolto. Mutta se vähenee levyn sisäreunoja kohti, joka tunnetaan valko-valkoisena vyöhykkeenä. Tämän alueen kyyneleet eivät korjaudu helposti. Kaikki tässä tutkimuksessa käsitellyt vammat tapahtuvat verisuonten keskipitkällä alueella (punavalkoinen vyöhyke) sekä valkovalkoisella vyöhykkeellä, mikä tarkoittaa, että nämä kyyneleet on vaikeimpia korjata.
Viime vuosikymmeniin saakka meniskin kyyneleiden korjaus oli tauon sisältävän meniskin poistaminen kokonaan tai kokonaan. Mutta tutkijat uskovat nyt, että tämä jättää nivelten alttiimmaksi nivelrikkoon - nivelten rappeuttavaan tilaan. Ilman meniskin tyynyä nivelen uskotaan kärsivän enemmän kulumista, koska polven rusto rasittuu päivittäisissä perustoiminnoissa, kuten kävely ja portaiden kiipeily. Tästä huolimatta tämä toimenpide on edelleen yleisin meniskin kyyneleiden hoito.
Joten ovat kantasolut ratkaisu?
"En hyppää tuolistani sanomalla, että minun on tartuttava tähän tekniikkaan ja käytettävä tätä käytännössäni", sanoo New Yorkin lääketieteellisen korkeakoulun urheilulääketieteen päällikkö Howard Luks. Testissä ei ollut vain suhteellisen pieni testiryhmä (viisi henkilöä), mutta sen onnistumisaste oli vaatimaton (kolme viidestä).
Luks myöntää kuitenkin, että tulokset osoittavat lupaavan. "Heidän paperissaan oleva repiä on erittäin monimutkainen repiä, ja keskimääräinen ortopedisi ei voi tehdä sitä", hän sanoo. "He voivat korjata tietyt kyyneleet, mutta olisi haastavampaa korjata ne, jotka ne korvasivat."
Nivelrikon kehittymisessä on kuitenkin enemmän tekijöitä, hän toteaa. "Olemme jo kauan ajatelleet mekanistisesta prosessista", hän sanoo. Vaikka meniskin poistaminen voi laukaista nivelrikon, se on yksi monista tekijöistä, jotka voivat kannustaa taudin puhkeamista.
Myös biokemia on todennäköisesti mukana, Luks sanoo. Vamma tai liiallinen isku nivelissä voi johtaa siihen, mitä hän kutsuu “kemialliseksi kaskadiksi” polvissa. "Polven kemikaalit ja yhdisteet tulevat vihamielisiksi jäljellä olevan ruston elinkelpoisuudelle", hän sanoo. Ja kun prosessi on alkanut, lääkärit eivät ole vielä selvittäneet, kuinka se lopettaa. Joten kehittyykö tämän tutkimuksen potilailla nivelrikko, ei ole vielä tiedossa.
Muiden fyysisen korjausmenetelmien on osoitettu olevan yhtä tehokkaita tällaisten kyyneleiden kiinnittämisessä, Luks toteaa, mukaan lukien menetelmä, joka tunnetaan nimellä hankaushoito. Tässä toimenpiteessä kirurgi avaa polvinivelen (synoviumin) limakalvon aiheuttaakseen verenvuotoa ja auttaakseen meniskin kasvua.
"Vuosikymmenien ajan olemme välttäneet meniscien korjaamisen valko-valkoisella vyöhykkeellä ajatellen, että se vain ei tule toimimaan", hän sanoo. "Mutta sitten joukko meitä alkoi korjata niitä, ja huomasimme, että se toimi."
New Yorkin erikoisleikkaussairaalan kudostutkijalla ja kliinisellä tutkijalla Scott Rodeolla oli toinen kysymys tutkimuksessa: "Ei ole kontrolliryhmää", hän sanoo. "Itse implanttia ei voida jäljittää."
Tämän ensimmäisen ihmisillä tehdyn testin tarkoituksena oli kuitenkin testata elävän siteen turvallisuus, Hollander sanoo. Koska meniskin valkoisella vyöhykkeellä leikkauksen epäonnistumisaste on korkea, hän sanoo, "olemme varmoja päätellessämme, että hoidosta oli välitöntä hyötyä." Vaikka hän toivoo saavansa kontrolliryhmän tulevissa tutkimuksissa, hän toteaa, että tällaisen ryhmän kanssa on eettisiä huolenaiheita. "Koska on paljon todisteita siitä, että leikkaus pelkästään epäonnistuu", hän sanoo, että potilaille tällaisen toimenpiteen suorittamista voitaisiin pitää epäeettisenä.
Elävä side on kuitenkin yksi lupaavimmista kantasolujen käytön menetelmistä meniskin korjaamisessa. Kun Hollander aloitti tutkimuksen tällä areenalla, useimmat muut ryhmät yrittivät käyttää kantasoluihin infusoituja kollageenirakenteita perustana kantasoluille kasvattaa kudosta, joka täyttää meniskin rikkoutuneet osat. "Kun teet kudostekniikkaa, täytät tilaa täyttämällä, teet suuren palan kudosta", Hollander selittää.
Hollanderilla oli kuitenkin mielenkiinto, että nämä menetelmät eivät aio toimia. Kantasoluja on erittäin vaikea hallita, kun ne asetetaan niveliin. ”Polvi on erittäin vihamielinen ympäristö”, Luks sanoo. "[Joten] nämä solut eivät tyypillisesti asu pitkään polvessa ja ne eivät käyttäytyy samalla tavalla kuin luulimme niiden olevan."
Tämän lisäksi Hollander halusi kokeilla jotain erilaista. "En halua tehdä samaa asiaa kuin muut ihmiset", hän sanoo nauraen. Joten hän päätti yrittää hyödyntää kantasolujen muita ominaisuuksia kehittäen lopulta elävän siteen. Siitä lähtien hän on kehittänyt spin-off-yrityksen, Azelonin, markkinoimaan tuotetta.
Nykyään monet lääkärit väittävät jo kantasolujen onnistunutta käyttöä meniskin korjaamisessa: geelissä suspendoitujen kantasolujen levityksestä kollageenirakenteisiin. Mutta tekniikka on kaukana laajasta käytöstä, Rodeo sanoo, etenkin Yhdysvalloissa, joissa kantasolujen viljely on tiukasti säännelty. Tässä vaiheessa ”kaupallinen sovellus on selvästi edellä tiedettä”, hän sanoo. Kaikista näistä sovelluksista on vielä paljon opittavaa, ennen kuin niitä voidaan turvallisesti käyttää kaupallisesti.
Hollanderin mielestä kantasoluussidokset ovat erittäin lupaavia paitsi polville, myös monenlaisille pehmytkudosten korjauksille rotaattorin hihansuista äitien synnytyksessä revittyihin peräaukkoihin. Toistaiseksi hän keskittyy kuitenkin menisciin. "Vain tämän hakemuksen tekeminen on vienyt meiltä vuosia", hän sanoo. "Emme voi tehdä kaikkea."
Hollander on jo hankkinut rahoitusta suuremmalle oikeudenkäynnille. Hän aikoo myös virtaviivaistaa prosessia leikkaamalla osan sen kustannuksista - kysymys, joka koski sekä Rodeoa että Luksia. Tätä varten Hollander toivoo siirtyvänsä luovuttajien kantasolujen käyttöön, jotta potilaiden ei tarvitse suorittaa kahta toimenpidettä, ensin imistää kantasolut ja sitten implantoida side.
"Yritämme jäädyttää [elävää sideainetta], jotta sitä voidaan säilyttää muutaman kuukauden ajan sairaalassa ja sitten vain vetää ulos pakastimesta, lämmittää ja implantoida", hän sanoo. "Se tekee siitä paljon yksinkertaisemman prosessin - paljon kustannustehokkaampaa terveydenhuollon tarjoajille."
Vaikka elävän siteen tehokkuuden varmistamiseksi on tehtävä vielä paljon enemmän, joukkue näyttää olevan oikealla tiellä.
"Pohjaviiva on, meniskoksen pelastaminen kannattaa", Luks sanoo. "Jos meniski on korjattavissa, se tulisi korjata."
