Nytt sätt att laga nerver med biosyntetiskt material

Varje år påverkas flera hundra tusen människor i Europa av skador på nervsystemet. Ryggmärgskador medför förlamningseffekter på kroppen beroende på var skadan sitter, och det finns idag ingen effektiv behandling av ryggmärgsskador där nervtrådar har gått av. Perifera nervskador i axel, underarm eller hand läker till viss del spontant, men vid skador där nervvävnad har förstörts uppstår ett gap.

I dessa fall måste en brygga användas för att vägleda de nervtrådar som växer ut igen så att de kan hitta rätt och återge funktionen i målorganen. Vid dagens behandling offras ofta ”mindre viktiga” nerver hos patienten för att de ska kunna användas som bryggor. Detta har dock sidoeffekter. Det mest optimala vore att konstruera bryggan biosyntetiskt och därmed undvika sidoeffekterna.

Poly-ß-hydroxybutyrate (PHB) är ett biosyntetiskt material som kan brytas ned av kroppen. Det är inte giftigt och har långa fibrer som kan guida återväxande nervfibrer. Dock växer inte nervfibrer in i bryggan efter ryggmärgsskada i råtta, men det kan övervinnas med hjälp av transplantation av Schwann-celler [Ref 2] eller differentierade stamceller från benmärg.

Nervfibrerna växer dock inte in över hela bryggan och in i den andra sidan av ryggmärgen. Detta innebär att ingen återkoppling av målorgan sker. Problemet är välkänt vid ryggmärgskador och är bland annat starkt relaterat till den ärrbildning som uppstår runt skadeområdet. PHB används också för att överbrygga nervvskador i det perifera nervsystemet. I detta fall kan PHB utan celler leda återväxande nervfibrer över gapet och in i den bortre änden, men återväxtens hastighet ökar markant med celltransplantation.

En utmaning vid celltransplantation är behovet att kunna följa cellernas förflyttning, morfologi och överlevnad. Detta kan dock göras med hjälp av inmärkning med flourescerande substanser som FastBlue, BrdU och GFP. Teknikerna för infärgning kan skilja sig åt markant både vad gäller tid, mängden arbete och vilken celltyp det gäller. Olika tekniker och infärgningsämnen har sina egna styrkor och svagheter. Detta bör beaktas, både vid planeringen av försöket och vid utvärderingen av resultaten.

I blodet finns ett ämne som är med och bildar sårskorpor, fibrinogen. Detta ämne används som bryggmaterial för att sammankoppla två nervändar efter en perifer nervskada. En brygga av fibrin lyckades återkoppla nervändar över ett gap på 10 mm inom fyra veckor i råtta. Jämfört med bryggor av råttans egna nervvävnad visade sig fibrinbryggan ge liknande resultat när målorgan och axontäthet i nerven studerades. Den ger dock bara halva antalet nervceller som växte över fibrinbryggan. Resultaten för fibrinbryggan försämrades också när nervgapet ökade till 20 mm. Detta visar hur viktigt det är med residerande nervceller, som finns i nervvävnad som används som bryggor, och vad celltransplantation kan bidra med till resultatet av en behandling.

PHB och fibrin kan användas som material till att tillverka bryggor som kan användas för att överbrygga nervgap. Parametrar som påverkar slutresultatet av bryggbygget är celltransplanation, tillväxtfaktorer och extracellulära molekyler.

För mer information, kontakta gärna Jonas Pettersson, doktorand vid Institutionen för integrativ medicinsk biologi, anatomi, Umeå universitet på
telefon 090-786 60 60
mobiltelefon 073-572 92 99
e-post jonas.pettersson@anatomy.umu.se

Torsdag 19 maj försvarar Jonas Pettersson, Institutionen för integrativ medicinsk biologi, sin avhandling med titeln Biosynthetic conduits and cell transplantation for neural repair (Svensk titel: Biosyntetiska transplantat och celltransplantation vid nervkirurgi).
Disputationen äger rum klockan 13.00 i sal BiA201, Biologihuset, Umeå universitet. Fakultetsopponent är professor Lars B. Dahlin, Lunds universitet, Universitetssjukhuset i Malmö.

Avhandlingen är elektroniskt publicerad här.