Artėjanti "kamieninių ląstelių karta" sudomino JAV kariškius

Vienintelė dabar egzistuojanti problema su kamieninėmis ląstelėmis – palyginus nedidelis kiekis klinikiniais tyrimais patvirtintų gydymo metodų. Tačiau dėl to neverta stebėtis – kamieninės ląstelės ant medžių neauga, o ir fabrike jų nepagaminsi. Visais atvejais jų šaltinis – žmogaus (nuo embriono iki suaugusio) kūnas arba virkštelės kraujas. Kamieninių ląstelių paėmimas iš embriono – labai jautrus klausimas etine prasme, o iš suaugusio žmogaus kūno nors ir gana saugus, bet dažnai nemalonus ir sudėtingas procesas, tad savanoriai paprastai atsiranda tik prispirti rimtų ligų. Gi virkštelės kraujo kamieninės ląstelės neturi nei vienos iš šių problemų, tik kad jų savininkai kol kas dažniausiai yra vaikai, o su vaikais klinikinių tyrimų irgi daug nepridarysi. Ateityje, kai dabartiniai vaikai, kurių virkštelės kraujo kamieninės ląstelės yra išsaugotos, taps suaugusiais žmonėmis, prognozuojamas labai spartus medicinos kokybinis šuolis.

Nieko keisto, jog tokias galimybes nori išnaudoti visų pirma kariškiai. Tik tyrimus jie norėtų daryti jau dabar, o gautus rezultatus būtų galima masiškai panaudoti tuomet kai į tarnybą ateis naujoji „kamieninių ląstelių karta“.

Labiausiai kariškius domina „profesiniai“ susirgimai ir jų gydymas, o pavojingame kario gyvenime tai ne kas kitas, kaip įvairios traumos: sužeidimai, nudegimai, kaulų lūžiai. Jeigu sužeidimų gydymas kol kas visai neblogai sekasi ir šiuolaikinėmis medicinos priemonėmis, tai su nudegimais situacija daug prastesnė – tai ir ilgas bei varginantis procesas, o ir gydymo rezultatas ne visada patenkina: žmogų bjaurojantys randai lieka visam gyvenimui, rašo portalas popularmechanics.com.

Nudegimų gydymas – varginanti procedūra

Nudegimų gydimas paprastai trunka ilgai ir sukelia daugybę nepatogumų pacientui. Visa laimė, jei nudeginti ne visi odos sluoksniai, priešingu atveju atsiveria atviros žaizdos, kurios be medikų pagalbos gali iš viso neužgyti.  Vienintelis gydymo būdas, norint šias atviras žaizdas užgydyti, yra odos persodinimas.

Tokių žaizdų negydant atsiranda tiesioginis pavojus žmogaus gyvybei, nes bet kokia išorinė infekcija be problemų gali patekti į kraują, o tai savu ruožtu sukelia kraujo užkrėtimo pavojų. Be to, esant atviroms žaizdoms, organizmas netenka baltymų, elektrolitų, vystosi išsekimas.

Dabartinė medicina dažniausiai šį klausimą sprendžia nudegimo vietoje persodindama autogeninį odos transplantatą. Autogenine transplantacija vadinamas toks procesas, kurio metu persodinamas tam pačiam organizmui priklausantis organas – pavyzdžiui,  iš kitos kūno vietos paimtas odos arba raumenų gabaliukas. Šiuo atveju imuninis audinių atitikimas yra identiškas ir nesukelia ląstelių atmetimo reakcijos.

Operacijos metu iš donorinės vietos (sveikos odos), specialių instrumentų pagalba, paimamas reikalingas dalinis odos transplantatas (paprastai 0,25-0,3 mm storio), kuris specialiai apdorojamas (perforuojamas) ir juo padengiamos atviros žaizdos. Perforacija (supjaustymas šachmatine tvarka) reikalinga padidinti 2-3 kartus nuimtos odos plotą ir galimybė uždengti didesnius žaizdų plotus.

Donorinė vieta sugyja savaime iš gilesnių odos sluoksnių. Idealiu atveju nelieka net randų, tačiau tai negarantuojama - nedidelių randų bei pakitusios pigmentacijos dėmių tikimybė išlieka visada. Estetiškai svarbiose kūno vietose, pavyzdžiui gydant veido nudegimus, transplantatai neperforuojami arba persodinama pilno storio oda.

Į pagalbą – kamieninės ląstelės

Jeigu nudegimo plotas yra ganėtinai didelis, medikams tenka gerokai paplušėti, kol bus sukurtas reikiamo dydžio autogeninis odos transplantatas. Kartais tam gali prireikti net ir kelių savaičių, o tuo metu pacientui nieko nelieka, tik kantriai laukti. Tačiau dabar sugalvota puiki galimybė, kaip gerokai paspartinti šį procesą. Naują gydymo metodą pasiūlė Makgueno regeneracinės medicinos instituto (McGowan Institute for Regenerative Medicine) mokslininkai.

Eksperimentiniam gydymui prireikė kamieninių ląstelių. Kaip minėjome, šiuo metu jų gauti neinvaziniu būdu galima nebent kūdikių gimimo metu iš virkštelės kraujo, gi suaugusiems pacientams vienintelis jų šaltinis – jų pačių kūnai, ir tokiu atveju išskyrimas yra sudėtingas procesas. Taigi, iš pradžių mokslininkai paėmė nedidelį paciento sveikos odos gabaliuką ir iš jo išskyrė odos ląsteles, tame tarpe ir kamienines.

Po to buvo sukurtas tarsi „3D odos spausdintuvas“: mokslininkai išskirtas kamienines ląsteles patalpino į sterilų švirkštą, o jį patį pritvirtino prie specialios sistemos, panašios į spausdintuvo rašalo kasetę. Įrenginį paruošė taip, kad jis judėtų virš paciento atviros nudegimo žaizdos ir ant jos tolygiai purkštų kamienines ląsteles.

Norėdami dar labiau paspartinti gijimo režimą, mokslininkai panaudojo dirbtinių kraujagyslių sistemą, sutvirtintą specialiu tvarsčių, kurį uždėjo ant žaizdos. Iš išorės toks tvarstis atrodo kaip įprastinis, tačiau jo viduje išsišakoja visas tinklas vamzdelių, kuriais tiekiama gliukozė, amino rūgštys, antibiotikai, elektrolitai ir kitos būtinos medžiagos greitesniam gijimui.

Netradicinis tvarstis padeda išvalyti žaizdą, tiekia maistines medžiagas, o galiausiai ir prilaiko kamienines ląsteles iki tol, kol jos neims augti ir atstatys odos sluoksnį nudegimo vietoje.

Tokia gydymo metodika jau sėkmingai išbandyta Berlyno nudegimų centre – tik per kelias dienas pacientui atauginta nauja oda ant apdegusios ausies ir dalies veido.

Nors toks nudegimų gydymo metodas yra labai perspektyvus, tačiau turi kelis dar neišspręstus klausimus. Pirmiausia, ganėtinai sudėtinga pritvirtinti tvarstį su maitinimo vamzdeliais prie reljefiškai nelygių kūno vietų, ypač veido srityje. Kita problema – po tvarsčio uždėjimo jo negalima judinti kol neužauga oda iš kamieninių ląstelių, tad nors medikamentus galima tiekti per vamzdelius, tačiau realiu laiku stebėti gijimo eigą tampa labai sudėtinga.

Nežiūrint šių trūkumų, tokia nudegimų gydymo galimybę jau susidomėjo ir JAV kariškiai. Tačiau jie nusprendė investuoti į dar tobulesnį gydymo metodą.

Inžinieriai iš Teksaso universiteto kartu su JAV armijos chirurgais pradėjo bendrą projektą, kurio metu bandoma sukurti lanksčią iš polimero pagamintą veido kaukę, padėsiančią išspręsti minėtas nudegimų gydymo problemas. Žinoma, polimeras tėra paprasčiausia „statybinė“ medžiaga, o svarbiausia yra sukurti mechaninius, elektroninius bei biologinius kaukės komponentus, kurie paskatintų greitesnį pacientų veidų gijimą po rimtų nudegimų.

Projektas pavadintas Biomask vardu. Pasak projekto vadovo Eileeno Mosso  (Eileen Moss), realu tikėtis, kad kaukė bus baigta ne anksčiau kaip 2017 metais, tačiau jau dabar jos kūrėjai labai aiškiai įsivaizduoja, ne tik kaip ji atrodys, bet ir kokiu būdu skatins gijimo procesą.

Pasak Wired žurnalo, kaukė turės du pagrindinius sluoksnius. Viršuje – tvirtą dangą, apsaugančią paciento veidą ir talpinančią visą elektroninę įrangą. Apačioje – lankstus polimeras, tiksliai atkartojantis veido kontūrus.

Apatinis polimeras talpins trijų tipų įrangą – keliolika jutiklių, kurių pagalba bus galima nuolatos stebėti gijimo procesą; specialius aktuatorius, laikysiančius kaukę tam tikru fiksuotu kampu; bei mikrokanalų tinklą, kuriais bus tiekiamos gydymui reikalingos medžiagos –antibiotikai, nuskausminamieji, o svarbiausia, gijimą skatinančios kamieninės ląstelės.

Svarbiausia, jog viso gydymo metu kaukės nereikės nuiminėti ir taip nebus trikdomas gijimo procesas. Kaukėje esantys jutikliai užtikrins, kad gydimo proceso eigą bus galima stebėti realiu laiku, o pagal šiuos duomenis gydytojas galės lengvai keisti gydymo režimą.

 „Aš manau, mes sugebėsime pacientui grąžinti tokį pat veidą, koks jis buvo prieš nudegimą“, -  Eileenas Mossas.

Prie Biomask projekto dirba ir daugiau partnerių iš kitų universitetų, o pagrindinis finansavimo šaltinis – Pentagonas, jau skyręs 700 000 $. Taigi, jei naujovės klinikiniai bandymai bus sėkmingi, pirmiausia kaukę  gaus karo medikai, tačiau dar po kelių metų tikėtina, jog ši įranga atkeliaus ir iki civilinės medicinos.

Kamieninės ląstelės spartina ir lūžių gydimą

Jeigu kamieninės ląstelės gali gerokai paspartinti nudegimų gydymą, kodėl jos negali būti panaudotus ir kitokių traumų gydymui? Tarkim, padėti sparčiau suaugti lūžusiems kaulams?

Tyrimai su gyvūnai parodė, jog tai visai reali galimybė, rašo membrana.ru. Tokiais tyrimais užsiimantys mokslininkai jau pažengė tiek, kad sukūrė specialių tepalą, neoficialiai vadinamą „fracture putty“ (lūžių tepalu). Pirmieji tyrimai rodo, kad jis gerokai paspartina kaulų suaugimą. Naująją medžiagą mokslininkai sukūrė pagal JAV armijos užsakymą, tačiau jau dabar panašu, kad ši medžiaga pravers ne tik kariškiams.

Jungtinė keturių JAV universitetų mokslininkų komanda jau kurį laiką dirbo prie lūžius gydančio gelio. Po to kai lūžę kaulai sujungiami vienas su kitu ir sutvirtinami, užtepamas gelis prasiskverbia tiesiai į lūžio epicentrą.

Svarbiausia veiklioji gelio dalis – kamieninės ląstelės, sugebančios pakankamai ilgą laiko tarpą išlikti veiklios ir aktyviai dalyvauti kaulo suaugimo procese. Šios ląstelės gamina specialius baltymus, iš kurių organizmas augina naują kaulinį audinį.

Gelio išradėjai pirmiausia tepalą išbandė su žiurkėmis, o vėliau su kiaulėmis ir avimis. Griaužikai laisvai bėgioti ant visų kojų imdavo jau po dviejų savaičių reabilitacijos ir gydymo su naujuoju geliu. Avių lūžiai gydavo kiek ilgiau – geliu apdorotos galūnių traumos pagydavo kiek mažiau nei per keturias savaites.

Sekančiame etape numatyti tyrimai su dar stambesniais gyvūnais. Tikimasi, kad šių tyrimų rezultatai bus aiškūs jau 2012 metų antroje pusėje, o vėliau gelis atiteks gynybos ministerijai – jau patys karo medikai vykdys klinikinius bandymus su žmonėmis.

Tad nors kol kas tyrimai vyksta tik su gyvūnais, manoma, kad gelis panašiai spartintų ir žmogaus kaulų sugijimą. Vienas iš mokslininkų grupės vadovų pasakojo, jog „daugumai jaunų kareivių viena iš didžiausių psichologinių problemų – ilgos reabilitacijos baimė, kuomet po rimtų traumų tenka gydytis nuo 3 iki 6 mėnesių. Šis tepalas kai kuriais atvejais traumas padėtų įveikti per kelias dienas“.