A polimer javítja a gerincsérülést szenvedő állatok idegkárosodását

A polimer javítja a gerincsérülést szenvedő állatok idegkárosodását
A polimer javítja a gerincsérülést szenvedő állatok idegkárosodását
Anonim

WEST LAFAYETTE, Ind. – A gyógyászatban és a kozmetikában általánosan használt polimer rövid alkalmazása kimutatták, hogy azonnal helyreállítja a sérült idegmembránokat élő tengerimalacoknál, súlyos gerincvelő-sérülésekben.

A polietilénglikolnak vagy PEG-nek nevezett polimer a sérült idegsejtek membránjának „összeolvasztásával” működik, és a sérülés után akár nyolc órával is alkalmazható anélkül, hogy károsan befolyásolná a beteg felépülését.

Az eljárást egy nap felhasználhatják gerincvelő-sérült embereknél, hogy minimalizálják vagy visszafordítsák az idegsejtek károsodását, amely bénulást eredményez, mondja Richard B. Borgens, a Purdue Egyetem fejlődésanatómiai professzora.

"A membrán megsértése az, ami a sejt halálához vezet" - mondja Borgens. "Ebben az esetben az idegsejtek mechanikai sérüléséről beszélünk, amelyek a mozgáshoz és számos egyéb funkcióhoz szükséges impulzusokat vezetik. Ha az idegsejt elpusztul vagy elválik, bénulás lép fel."

Borgens szerint ez az első olyan vizsgálat, amely a gerincvelő-sérülést szenvedett egész állat funkciójának és idegvezetésének ilyen gyors helyreállítását bizonyítja.

Ő és kollégája, Dr. Riyi Shi, mindketten a Purdue's Center for Paralysis Research in the School of Veterinary Medicine munkatársai, eredményeiket a FASEB Journal januári számában számolják be, amely az Amerikai Társaságok Szövetsége. Kísérleti biológia. Egy évvel ezelőtt hasonló eredményekről számoltak be a tengerimalacokból eltávolított gerincvelővel végzett vizsgálatok során.

Az eredmények azt ígérik, hogy a kezdeti műtétkor a sérült gerincvelő jelentős részét megmentik, mondja Borgens. A kutatók azt tervezik, hogy a technikát még idén áthelyezik a klinikai tesztelésbe, természetes sérüléseket szenvedő bénás kutyákon.

Mivel a kezelés akár nyolc órával a sérülés után is elvégezhető anélkül, hogy az előnyök elveszítenék, a PEG-et egy nap a metilprednizolon mellett a gerincvelő-sérülések sürgősségi kezeléseként is használhatják, mondja Borgens.

A PEG egy nem mérgező, vízben oldódó polimer, amelyet széles körben használnak az orvostudományban és a kozmetikában. A vizsgálat során Borgens és csapata az anyagot a tengerimalac összezúzott gerincvelőjének egy területén alkalmazta.

"A legtöbb gerincvelő-sérülésnél állatoknál és embereknél a gerincvelő nem szakad el teljesen, de nagyobb valószínűséggel összetörik" - mondja. "A gerincvelőnek ez a zúzása vagy összenyomódása okozza az idegrostok lyukakat a membránjukban, ami végső soron sejthalálhoz és az idegrost szétválásához vezet 24-72 órán belül. Ha az idegrostok szétválnak, vagy más módon nem nem vezet impulzusokat, bénulás lép fel."

A PEG-et két percig alkalmazták, majd eltávolították.Az állatok egy csoportja közvetlenül a sérülés után kapta meg az alkalmazást, míg az állatok másik csoportját nyolc órával a sérülés után kezelték PEG-gel. A PEG alkalmazását követően az összes állatot tesztelték, hogy megmérjék, mennyire képesek idegimpulzusokat vezetni a gerincvelőn keresztül, és felmérték funkcionális viselkedésük helyreállítását.

A gerincvelőn keresztül érkező idegimpulzusokat úgy mérték, hogy stimuláltak egy ideget a hátsó lábban, és meghatározták, hogy az impulzusok megérkeztek-e az agyba, és mikor.

A vizsgálatban használt 47 tengerimalac közül mind a 25 állat, amely PEG-et kapott, képes volt helyreállítani némi idegvezetést – 20%-ról 50%-ra – a PEG alkalmazása után 15 percen belül. A napokkal és hetekkel később elvégzett mérések azt mutatták, hogy az idegvezetés helyreállítása a kezdeti kezelést követő egy hónapig tovább javult.

A 22 állat közül, amelyek nem kaptak PEG-et, egyetlen állat sem tudta visszanyerni azt a képességét, hogy idegimpulzusokat vezessenek át a gerincvelőn, mondja Borgens.

"Bámulatos módon a PEG-kezelt állatok száz százaléka visszanyerte idegimpulzus-vezetési képességét, míg a kontrollállatok egyike sem" - mondja Borgens. "A gerincvelőn áthaladó idegimpulzusok mennyiségének mérésével jobban tudjuk indexelni a gerincvelő integritását sérülés után."

Az állatok funkcionális vagy viselkedésbeli helyreállításának elemzésére Borgens és csoportja a "bőr hullámzásnak" nevezett mértéket alkalmazta, amely viselkedés sok állatnál megtalálható, de az embereknél nem. Formálisan CTM-reflexnek hívják – a bőrcsonti izomreflexre – a viselkedés a hátbőr hullámos hullámzásaként figyelhető meg enyhe tapintási stimuláció hatására, például amikor egy macska hátát csiklandozzák, vagy ha egy lovat megtámadnak a legyek.

Borgens szerint a CTM-reflex ideális eszköz a gerincsérülések felépülésének tanulmányozására, mivel a reflex anatómiája jól ismert és dokumentált – a bőr csiklandozásának érzetétől a gerincvelőben felfelé haladó idegimpulzusokig. a motoros idegeket és vissza a bőrre.

"Ismerjük az összes kapcsolatot, a teljes áramkört, és ez nagyon erős, amikor nyomon követjük az idegimpulzusok áramlását, hogy meglássuk, hol léteznek még, vagy hol vannak blokkolva" - mondja. "Ez egy olyan viselkedés is, amely gyakran végleg elveszik súlyos gerincsérülés után."

A CTM viselkedésének láthatóvá tétele és mérése érdekében a sérülés előtt minden nyugtató hatású tengerimalac borotvált hátát enyhén megérintette egy szondával, ami a bőr összehúzódásait idézte elő. A tudósok markerekkel jelezték az állatok hátán azokat a területeket, amelyek az inger hatására hullámzottak. Ezenkívül a folyamatot videóra vették, hogy rögzítsék az állatok viselkedését.

Az állatokat a sérülés után ismét videóra vették, hogy megmutassák, a viselkedés mely része veszett el. A PEG alkalmazása után a kutatók egy pár elektródát használtak az idegimpulzusok stimulálására a gerincvelőn keresztül. Azoknál az állatoknál, amelyek viselkedése helyreállt, a kutatók összehasonlították az új mozgásokat a sérülés előtt készült videokazettákkal, hogy megmérjék a felépülés mértékét.

"Az álkezelt állatok közül csak háromnak sikerült helyreállítania valamilyen viselkedési funkciót a sérülés után, de összességében az idő múlásával romlottak" - mondja Borgens. "A PEG-gel kezelt 25 állat közül húszban a CTM működése változó mennyiségben tért vissza, ami idővel tovább javult."

Borgens szerint a bőr hullámzási tesztje megbízhatóbb mérési módszer a sérülés utáni viselkedésre, mint a járás mérésére tervezett tesztek, mivel az emberektől eltérően a patkányok és néhány más állat súlyos gerincvelő-sérülések után is tovább tud járni.

"A patkányok és tengerimalacok járási folyamatának nagy részét a gerincvelő egy meghatározott helyén szabályozzák, és kevésbé függ az agyba érkező és onnan érkező idegimpulzusoktól" - mondja.

Bár egyik állat sem mutatta az idegvezetési funkció teljes helyreállítását, Borgens szerint a funkció 20-50 százalékának visszanyerése jelentős.

"Ha az idegrostok akár 5 százaléka is hordozza az idegimpulzusokat, akkor lényegesen több mint 5 százalékot kap vissza a helyreállított viselkedés tekintetében" - mondja.

Borgens szerint a technika forradalmian új módja lehet az idegrendszeri sérülések kezelésének: "Túl korai lenne tudni, hogy segít-e a régi sérüléseken szenvedő betegeken, de valószínűleg hasznos lesz a közelmúltbeli sérülések kezelésében"

Borgens és Shi azt tervezik, hogy valamikor ebben az évben klinikai vizsgálatokat végeznek kutyák természetes paraplégiájában. A humán klinikai vizsgálatokig még legalább két év van hátra.

A kutatást Indiana állam támogatta, a Purdue-Indiana Egyetem Alkalmazott Neurológiai Intézetének támogatásával, valamint Helen Skinner és Mary Hulman George ajándékaival.

Népszerű téma

Érdekes cikkek
Rólunk
Olvass tovább

Rólunk

A fishcustomaquariums.com webhelyről

Kapcsolatok
Olvass tovább

Kapcsolatok

A fishcustomaquariums.com oldal elérhetőségei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei
Olvass tovább

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei