A kutatók célja az első emberi szemátültetés az évtizeden belül

PITTSBURGH – A tudósok évszázadok óta törekednek a sikeres szemátültetésekre. A korai próbálkozások úgy hangzottak, mint Mary Shelley naplója: a kutya szemének beültetése a patkány ágyékába, a patkány szemének átültetése egy másik patkány nyakába, a juh szeme kitépése az egyik foglalatból és a másikba helyezése.

De még soha nem hajtottak végre teljes szem transzplantációt élő embernél. A szem komplex izom-, erek- és ideghálója – amely közvetlenül kapcsolódik az agyhoz – kudarcra ítélte a korábbi kísérleteket.

Most egy pittsburghi transzplantációs sebészcsoport célja ennek az áradatnak a megfordítása, és ők reménykedve, hogy ezt a következő évtizedben megtehetik, a donor szemek segítségével helyreállíthatják a látást traumás szemsérülést szenvedett embereknél.

“Remélem, hogy 10 év múlva szemátültetést fogunk végezni embereken “- mondta Dr. Kia Washington, a Pittsburghi Egyetem Orvosi Központjának plasztikai sebésze és a kutatócsoport vezetője.” Vannak emberek, akik nyilvánvaló okokból nagyon szkeptikusak. Ez egyfajta holdlövés. ”

És ez egy holdlövés, amely külön érdekli a Honvédelmi Minisztériumot, amely a projekt fő finanszírozója. A traumatikus szemsérülések a negyedik leggyakoribb harci sebek az amerikai katonák számára. A katonákat és a civileket egyaránt számítva közel 1 millió amerikai él látássérüléssel a szem sérülése miatt. Donor szemmel, Washington és munkatársai úgy vélik, egyszer sokan láthatják újra.

A látás varrása

Az állatok első szemtranszplantációs kísérletei a 19. században kezdődtek és a második világháború alatt értek el csúcsot. Nemrég 1977-ben a Nemzeti Szemkutató Intézet munkacsoportja átgondolt laboratóriumi vizsgálatok után arra a következtetésre jutott, hogy az egész szemátültetés nem lehet sikeres. Ezeket a kísérleteket az immun kilökődés, a nem megfelelő véráramlás és az idegműködés hiánya kísérte.

Ha az átültetett szem valaha is látni akarja, az idegkapcsolatok elengedhetetlenek – és a szem legbonyolultabb része is transzplantáció. A látóideg, amely összeköti a szemet az agyval, a központi idegrendszer része, az agy és a gerincvelő mellett. Míg a test más részein lévő idegek – mondjuk az ujjakban vagy a fejbőrön tartózkodók – túlélik a sérüléseket és könnyen regenerálódnak, a központi idegrendszer nem annyira ellenálló.

Washington és csapata azonban elkezdte feltörni a látóideg kódja, életben tartva sejtjeit a testen kívül, és arra késztetve, hogy újratermelődjön egy donor állatban.

Az utóbbi évtizedekben óriási előrelépéseket tapasztaltak a transzplantációs orvostudomány egyéb aspektusaiban, ideértve az immunszuppresszív gyógyszereket és a mikrohullámos technikákat – mondta Washington, amely lehetővé tette olyan transzplantációkat, amelyek korábban lehetetlenek voltak.

“Tíz évvel, 20 évvel a kézátültetés előtt sok szkeptikus volt, és egyszerűen nem volt ott a technológia” – mondta Washington. “Ugyanezt vitathatja a szemátültetéssel is.”

A csapat a múlt hónapban komoly előrelépést tett egy papírral, amely bemutatja a patkány szemének sikeres átültetését egy másik patkányba, beleértve a látóidegek csatlakozását. Az orgona két évvel később egészséges és életben volt. A következő szakasz a DoD támogatásával az idegek regenerálódása a rágcsálók, a főemlősök és végül az emberek látásának helyreállítása érdekében.

“A patkánymodell Kia általi fejlesztése hatalmas előrelépés az egész szem sikeres átültetéséhez szükséges komplex tudomány lebonyolításában ”- mondta Rob Nickells, Washington munkatársa, aki a Wisconsini Egyetem szemész- és vizuális tudományok professzora.” Magabiztosan mondanám, hogy a kérdés, ő lesz az első sebész, aki teljesíti ezt a bravúrt. ”

Az ideg kérdése

Ezeknek a szemátültetéseknek a kulcsa a csapat tagjai szerint a finom látóideg problémája. Az első akadály egyszerűen az ideg életben tartása volt.

“A szem átültetésre történő betakarítása azt jelenti az összes sejtnek, hogy meg kell halniuk” – mondta Nickells.

A teszteken egerek, Nickells nullázta a BAX gént, amely kulcsfontosságú szereplő, amely a sejthalált vezeti.2010-ben rájött, hogy a gén nélküli egerek még évek múlva sem sérültek meg egyetlen látóidegsejtjükből sem sérülés után – míg egy normál egérben az összes sejt három hét alatt elhunyt.

Mivel akkor Nickells azon dolgozott, hogy a génexpresszió – nemcsak a BAX vagy más gének puszta jelenléte – hogyan befolyásolja az idegsejtek túlélését. A jövőben azt tervezi, hogy elkezdi keresni a BAX-et blokkoló gyógyszerjelöltet, amelyet elméletileg hozzá lehet adni a donor szemet megőrző megoldáshoz, amíg át nem vihető a címzettjéhez.

A második akadály , miután a sejteket életben tartotta, valójában a növekedésre ösztönzi az ideget. A donorideg nem tud egyszerűen összekapcsolódni a befogadó csonkkal, ehelyett a szemtől az agyig kell újratermelnie. Egy felnőttnél az idegsejteknél hiányzik ez a növekedési képesség, de a Harvard Medical School neurológiai professzora, Zhigang Washingtonzal dolgozik együtt, hogy megpróbálja visszafordítani az órát.

“Meg kell találnunk a módját az újraprogramozásra. hogy a régi idegsejtek fiatal idegsejtek legyenek – mondta. – A felnőtt idegsejtek nem képesek növekedni. Valahogy alkalmassá kell tennünk őket újratermelésre. ”

Januárban Ő és csapata publikált egy cikket, amely megmutatja, hogy egy újszerű gyógyszeres koktél pontosan ezt képes megtenni egerekben. A gyógyszer letiltja a tumor elnyomási útvonalát, és lehetővé teszi az idegsejtek növekedését. Amikor a kutatók elvágják a látócsatornát az agyon kívül, az ideg 28 napon belül visszatért a rés áthidalására.

De vajon az egerek valóban látnak-e? A kérdés megválaszolására nyolc héttel a sérülés után a kutatók egy függőleges fekete-fehér csíkokkal festett forgódobot mutattak az egereknek. Egy normális egér természetesen elfordítja a fejét, hogy kövesse a csíkokat. A regenerált idegzetű egerek nem mozdultak, jelezve, hogy nem látnak.

Rájött, hogy a látás helyreállításának ez a kudarca azért történt, mert a frissen megnőtt idegek kulcsfontosságúan különböznek a normál idegektől: hiányoztak szigetelés, így a szem elektromos jelei csökkentek, mielőtt az agyba jutnának.

Ez, tudta, pontosan ugyanaz a probléma, mint a sclerosis multiplexben szenvedő emberek idegeiben. Tehát a kutatók ugyanazoknak az egereknek adták a 4-AP MS-gyógyszert, majd három órával később újra tesztelték őket. Az állatok hirtelen mozgatni kezdték a fejüket, válaszul a forgó dobra. A vak egerek ismét láthatták.