Tutkijat pyrkivät ensimmäiseen ihmisen silmänsiirtoon vuosikymmenen aikana

PITTSBURGH – Tutkijat ovat pyrkineet onnistuneisiin silmänsiirtoihin vuosisatojen ajan. Varhaiset yritykset ovat kuin Mary Shelleyn päiväkirja: implantoidaan koiran silmä rotan nivusiin, siirretään rotan silmä toisen rotan kaulaan, puretaan lampaan silmä yhdestä pistorasiasta ja laitetaan se toiseen.

Mutta elävän ihmisen koko silmänsiirtoa ei ole koskaan tehty onnistuneesti. Silmän monimutkainen lihasten, verisuonten ja hermojen verkko – joka on kytketty suoraan aivoihin – on tuominnut aikaisemmat kokeet epäonnistumiseen.

Nyt Pittsburghin elinsiirtokirurgien ryhmä pyrkii kääntämään tuon vuorovesiä, ja he ovat Toivottavasti he voivat tehdä sen vain seuraavan vuosikymmenen aikana käyttämällä luovuttajasilmää näön palauttamiseksi traumaattisista silmävammoista kärsivillä ihmisillä.

”Toivon, että teemme 10 vuoden kuluttua ihmisille silmänsiirtoja. ”, Sanoi tohtori Kia Washington, Pittsburghin yliopiston lääketieteellisen keskuksen plastiikkakirurgi ja tutkimusryhmän johtaja.” On ihmisiä, jotka ovat hyvin skeptisiä, ilmeisesti ilmeisistä syistä. Se on eräänlainen kuun laukaus. ”

Ja se on kuun laukaus, joka kiinnostaa erityisesti puolustusministeriötä, joka on projektin pääasiallinen rahoittaja. Traumaattiset silmävammat ovat neljänneksi yleisimpiä amerikkalaisten sotilaiden taisteluhaavoja. Sekä sotilaita että siviilejä lukuun ottamatta lähes miljoona amerikkalaista elää näkövammaisesta silmävamman vuoksi. Washington ja hänen kollegansa uskovat, että luovuttajan silmillä monet näkisivät jonain päivänä uudelleen.

Silmän ompelu

Ensimmäiset raportoidut eläinten silmänsiirtoyritykset alkoivat 1800-luvulla ja olivat korkeimmillaan toisen maailmansodan aikana. Jo vuonna 1977 National Eye Institute -työryhmä päätyi harkitun laboratoriotutkimuksen jälkeen siihen, että kokonaiset silmänsiirrot eivät onnistuneet. Näitä kokeita vaivasi immuunijärjestelmän hylkääminen, riittämätön verenkierto ja hermotoiminnan puute.

Jos siirretty silmä on koskaan nähtävissä, hermoyhteydet ovat välttämättömiä – ja myös silmän monimutkaisin osa. elinsiirto. Näön hermo, joka yhdistää silmän aivoihin, on osa keskushermostoa yhdessä aivojen ja selkäytimen kanssa. Vaikka muualla kehossa olevat hermot – esimerkiksi sormien tai päänahan hermot – selviävät loukkaantumisista ja uudistuvat helposti, keskushermosto ei ole niin joustava.

Mutta Washington ja joukkue ovat alkaneet murtaa näköhermon koodi, pitäen solut elossa kehon ulkopuolella ja houkuttelemalla sitä uudelleen kasvamaan luovuttajaeläimessä.

Viime vuosikymmeninä on tapahtunut valtavaa edistystä elinsiirtolääketieteen muissa näkökohdissa, mukaan lukien immunosuppressiiviset lääkkeet ja mikrokirurgiset tekniikat. , Washington sanoi, mikä on sallinut aiemmin mahdotonta elinsiirtoa.

”Kymmenen vuotta, 20 vuotta ennen käsisiirtoa tapahtui, skeptisyyttä oli paljon ja tekniikkaa ei yksinkertaisesti ollut olemassa”, Washington sanoi. ”Voit väittää saman asian silmänsiirron kanssa.”

Joukkue otti merkittävän askeleen eteenpäin viime kuussa paperilla, joka osoittaa rotan silmän onnistuneen siirron toiseen rotaan, mukaan lukien näköhermojen liittämisen. Urut olivat terveitä ja eläviä jopa kaksi vuotta myöhemmin. Seuraava vaihe, DoD-rahoituksella, on hermojen elvyttäminen, jotta näkö voidaan palauttaa jyrsijöille, kädellisille ja lopulta ihmisille. edistyminen pystyttäessä suorittamaan monimutkainen tiede, jota tarvitaan kokonaisen silmän onnistuneeseen siirtoon ”, sanoo Washingtonin yhteistyökumppani Rob Nickells, joka on oftalmologian ja visuaalisten tieteiden professori Wisconsinin yliopistossa.” Sanon luottavaisin mielin, että kysymyksiin, hän on ensimmäinen kirurgi, joka suorittaa tämän feat. ”

Kysymys hermosta

Näiden silmänsiirtojen avain, ryhmän jäsenten mukaan, on herkän näköhermon ongelma. Ensimmäinen este oli yksinkertaisesti hermon pitäminen hengissä.

”Pelkästään silmän kerääminen elinsiirtoa varten kertoo kaikille soluille, että heidän on kuoltava”, Nickells sanoi.

Testeissä hiirillä Nickells nollasi BAX-geenin, avaintoimijan, joka järjestää solukuoleman.Vuonna 2010 hän huomasi, että hiiret, joilla ei ollut tätä geeniä, eivät menettäneet näköhermosolujaan loukkaantumisen jälkeen, jopa vuosia myöhemmin, kun taas normaalissa hiiressä kaikki solut olivat kuolleet kolmen viikon kuluessa.

Koska sitten Nickells on työskennellyt sen suhteen, miten geenien ilmentyminen – ei pelkkä BAX: n tai muiden geenien läsnäolo – vaikuttaa hermosolujen eloonjäämiseen. Tulevaisuudessa hän aikoo aloittaa BAX: n estävän lääkehakijan etsimisen, joka voitaisiin teoriassa lisätä ratkaisuun, joka säilyttää luovuttajasilmän, kunnes se voidaan siirtää vastaanottajalle.

Toinen este pitämällä solut hengissä, todella kannustaa hermoa kasvamaan. Luovuttajan hermo ei voi yksinkertaisesti liittyä yhteen vastaanottajakannon kanssa, vaan sen on kasvava silmästä aivoihin. Aikuisella hermosoluilla ei ole tätä kasvukykyä, mutta Harvardin lääketieteellisen koulun neurologian professori Zhigang Hän on työskennellyt Washingtonin kanssa yrittäen kääntää kelloa taaksepäin.

”Meidän on löydettävä tapa ohjelmoida uudelleen. vanhoista hermosoluista olla nuoria hermosoluja ”, hän sanoi.” Aikuisilla hermosoluilla ei ole kasvukykyä. Jotenkin meidän on saatava heidät kasvamaan uudelleen. ”

Tammikuussa Hän ja hänen tiiminsä julkaisivat paperin, josta käy ilmi, että uusi huumeiden cocktail voi tehdä juuri sen hiirillä. Lääke poistaa kasvaimen tukahdutusreitin ja antaa hermosolujen kasvaa. Kun tutkijat leikkaavat optisen alueen aivojen ulkopuolelle, hermo palasi uudelleen aukon ylittämiseksi 28 päivän kuluessa.

Mutta voisivatko hiiret todella nähdä? Vastauksena tähän kysymykseen kahdeksan viikkoa vamman jälkeen tutkijat osoittivat hiirille pyörivän rummun, joka oli maalattu pystysuorilla mustavalkoisilla raidoilla. Normaali hiiri kääntää luonnollisesti päätään seuraamaan raitoja. Hiiret, joilla on regeneroituneita hermoja, eivät liikkuneet, mikä osoittaa, että he eivät näe.

Hän tajusi, että tämä näön palauttamisen epäonnistuminen tapahtui, koska juuri kasvaneet hermot poikkesivat keskeisellä tavalla tavallisista hermoista: Heiltä puuttui eristys, joten silmän sähköiset signaalit vähenivät ennen aivoihin pääsyä.

Tämä, hän tiesi, on täsmälleen sama ongelma kuin multippeliskleroosia sairastavien ihmisten hermoissa. Joten tutkijat antoivat näille samoille hiirille MS-lääkkeen 4-AP ja testasivat niitä kolme tuntia myöhemmin. Yhtäkkiä eläimet alkoivat liikuttaa päätä vastauksena pyörivään rumpuun. Sokeat hiiret näkivät jälleen kerran.