Forscher der University of Pittsburgh School of Medicine haben eine biologisch abbaubare Nervenführung entwickelt – einen Polymerschlauch – gefüllt mit wachstumsförderndem Protein, das lange Abschnitte geschädigter Nerven regenerieren kann, ohne dass Stammzellen oder ein Spendernerv transplantiert werden müssen.
Bisher wurde die Technologie an Affen getestet, und die Ergebnisse dieser Experimente sind heute in Science Translational Medicine erschienen.
"Wir sind die ersten, die zeigen, dass eine Nervenführung ohne Zellen in der Lage war, eine große Lücke von 2 Zoll zwischen dem Nervenstumpf und seinem Zielmuskel zu überbrücken", sagte Seniorautorin Kacey Marra, Ph. D., Professor für plastische Chirurgie in Pitt und Kernfakultät am McGowan Institute for Regenerative Medicine. "Unser Führer war mit einem Nerventransplantat vergleichbar und in mancher Hinsicht sogar besser."
Die Hälfte der verwundeten amerikanischen Soldaten kehrt mit Verletzungen an Armen und Beinen nach Hause zurück, die nicht gut durch Körperschutz geschützt sind, was oft zu Nervenschäden und Behinderungen führt. Unter Zivilisten können Autounfälle, Maschinenunfälle, Krebsbehandlungen, Diabetes und sogar Geburtstraumata erhebliche Nervenschäden verursachen, von denen mehr als 20 Millionen Amerikaner betroffen sind.
Periphere Nerven können von selbst bis zu einem Drittel Zoll nachwachsen, aber wenn der beschädigte Abschnitt länger ist, kann der Nerv sein Ziel nicht finden. Oft verknotet sich der desorientierte Nerv zu einem schmerzhaften Ball, der als Neurom bezeichnet wird.
Die häufigste Behandlung längerer Nervenschäden ist die Entfernung eines dünnen sensorischen Nervs an der Rückseite des Beins - der Taubheit im Bein und andere Komplikationen verursacht, aber am wenigsten übersehen wird - ihn abschneiden in Drittel, bündeln Sie die Teile und nähen Sie sie dann an das Ende des beschädigten motorischen Nervs, normalerweise im Arm. Aber nur etwa 40 bis 60 % der motorischen Funktion kehren typischerweise zurück.
"Es ist, als würdest du ein Stück Linguine durch ein Bündel Engelshaarnudeln ersetzen", sagte Marra. "Es funktioniert einfach nicht so gut."
Marras Nervenführung gab ungefähr 80 % der Feinmotorik in den Daumen von vier Affen zurück, von denen jeder eine 2-Zoll-Nervenlücke im Unterarm hatte.
Die Führung besteht aus dem gleichen Material wie auflösbare Fäden und ist mit einem wachstumsfördernden Protein gespickt – das gleiche Protein, das kürzlich in einer Parkinson-Studie an das Gehirn abgegeben wurde – das langsam im Laufe von Monaten freigesetzt wird.
Das Experiment hatte zwei Kontrollen: ein leeres Polymerröhrchen und ein Nerventransplantat. Da die Beine von Affen relativ kurz sind, würde das übliche klinische Verfahren, einen Beinnerv zu entfernen und zu würfeln, nicht funktionieren. Also entfernten die Wissenschaftler ein 2-Zoll-Nervensegment aus dem Unterarm, drehten es um und nähten es an Ort und Stelle, ersetzten Linguini durch Linguini und setzten eine hohe Messlatte für die passende Nervenführung.
Die funktionelle Wiederherstellung war mit Marras Anleitung genauso gut wie mit diesem Best-Case-Szenario-Transplantat, und die Anleitung übertraf das Transplantat, wenn es darum ging, die Nervenleitung wiederherzustellen und Schwann-Zellen - die Isolierschicht um die Nerven - wieder aufzufüllen verstärkt elektrische Signale und unterstützt die Regeneration. In beiden Szenarien dauerte es ein Jahr, bis der Nerv nachwuchs. Die leere Führung schnitt rundum deutlich schlechter ab.
Mit diesen vielversprechenden Ergebnissen bei Affen möchte Marra ihren Nervenleitfaden zu menschlichen Patienten bringen. Sie arbeitet mit der Food and Drug Administration (FDA) an einer ersten klinischen Studie am Menschen und gründet ein Startup-Unternehmen, AxoMax Technologies Inc.
"Es gibt keine hohlen Röhren auf dem Markt, die von der FDA für Nervenlücken von mehr als einem Zoll zugelassen sind. Wenn man darüber hinausgeht, hat sich keine handelsübliche Röhre als wirksam erwiesen", sagte Marra. "Das ist das Erstaunliche hier."
