Da Sir Martin John Evans offentliggjorde bevis for de første embryonale stamcellekulturer i 1981, bød forskningen et glimt af håb på det medicinske område. Mange troede, at disse ikke-specialiserede celler kunne være et universalmiddel.
Ideen er forbløffende: Med lidt koaksning har disse celler potentialet til at blive til alt fra hud til brusk. De kunne endda vokse til komplette organer eller kropsdele. Og i de senere år har forskere lært, at disse celler har en anden særlig egenskab: de kan anspore vækst i væv i nærheden.
For tretten år siden var det denne sidstnævnte egenskab, der lokkede Anthony Hollander, lederen af Institut for Integrativ Biologi ved University of Liverpool, til at finde ud af nye måder at reparere menisktårer i knæene. Nu har Hollander og hans team endelig afsluttet den første menneskelige prøve med den såkaldte ”levende bandage.” Og i dag fik han officielt et patent (US patent nr. 9.539.364) for opfindelsen.
Bandagen består af et tyndt stillads af kollagen - et protein, der findes i bindevæv, der kan danne et porøst, men hårdt materiale. Forskerne infunderer dette lag med en type stamceller, kendt som mesenchymale celler, dyrket fra hver patients knoglemarv. Under reparationen placerer lægen bandagen mellem de to sider af menisken og suturerer derefter menisk-kollagen-sandwich. Tanken er, at stamcellerne udsender vækstfaktorer, der fremmer helingen af meniskvævet, hvilket hjælper de to sider med at strikke sammen igen.
Den nye undersøgelse, der for nylig blev offentliggjort i stamceller Translational Medicine, dokumenterede den første test af denne bandage i fem mennesker i alderen 18 til 45 år med menisk tårer. Efter to år forblev tre af patienterne symptomfrie.
Menisk tårer er en almindelig skade, men de er notorisk vanskelige at reparere. Dette par c-formede bruskringe i hvert knæ fungerer som støddæmpere og dæmper knæet fra stød, mens det går, løber, hopper og lunger. De beskytter kapslerne på brusk, der dækker enderne af knogler, der samles i knæet. Når vi bliver ældre, får fortsat stress imidlertid meniskerne til at bære, hvilket betyder tårer.
Problemet, forklarer Hollander, er, at menisken ikke heles som et snit på din arm. Tårer i diskens ydre kanter heles relativt godt. Denne region, kendt som den rød-røde zone, har relativt god blodforsyning. Men det falder mod de indvendige kanter af disken, kendt som den hvid-hvide zone. Tårer i denne region reparerer ikke nemt sig selv. De skader, der er behandlet i denne undersøgelse, forekommer alle i regionen mellemvaskularitet (rød-hvid zone) såvel som den hvid-hvide zone, hvilket betyder, at disse tårer er de mest vanskelige at løse.
Indtil de sidste flere årtier var reparationen af menisk tårer fjernelse af en del af eller hele menisken, der indeholdt bruddet. Men forskere mener nu, at dette giver ledene mere modtagelige for slidgigt - en degenerativ tilstand i leddene. Uden meniskens hynde menes ledet at have større slid, da knæskets brusk stresses under grundlæggende daglige aktiviteter som gåture og trappeklatring. Alligevel er denne procedure stadig den mest almindelige behandling af menisktårer.
Så er stamceller løsningen?
”Jeg hopper ikke ud af min stol og siger, at jeg er nødt til at gribe ind i denne teknologi og skal bruge denne i min praksis, ” siger Howard Luks, chef for sportsmedicin ved New York Medical College. Testen havde ikke kun en relativt lille testgruppe (fem personer), den havde en beskeden succesrate (tre ud af fem).
Luks erkender imidlertid, at resultaterne viser et vist løfte. ”Tåren i deres papir her er en meget kompleks tåre, og din gennemsnitlige ortopæde kan ikke gøre det, ” siger han. ”De kan reparere visse tårer, men det ville være mere udfordrende at fikse den, som de fikseret.”
Der er dog flere faktorer, der spiller på udviklingen af slidgigt, bemærker han. ”Vi har alt for længe tænkt over en mekanistisk proces, ” siger han. Selvom fjernelse af menisken kan udløse slidgigt, er det en af mange faktorer, der kan anspore sygdommens begyndelse.
Biokemi er sandsynligvis også involveret, siger Luks. Skader eller overdreven påvirkning i leddet kan modvirke det, han kalder en "kemisk kaskade" i knæene. ”Kemikalierne og forbindelserne i knæet bliver fjendtlige over for levedygtigheden af den resterende brusk, ” siger han. Og når processen starter, har læger endnu ikke fundet ud af, hvordan man stopper den. Så om patienterne i dette forsøg vil udvikle slidgigt er stadig ukendt.
Andre metoder til fysisk reparation har vist sig at være lige så effektive til at fikse sådanne tårer, bemærker Luks, herunder en metode, der er kendt som slidbehandling. I denne procedure barberer kirurgen slimhinden i knæledet (synovium) for at inducere lidt blødning og hjælpe med menisk genvækst.
”I årtier undgik vi at reparere menisci i den hvid-hvide zone med tanken om, at det bare ikke ville fungere, ” siger han. ”Men så begyndte en flok af os at reparere dem, og vi fandt ud af, at det virkede.”
Scott Rodeo, vævsforsker og kliniker ved Hospital for Special Surgery i New York City, havde et andet problem med undersøgelsen: ”Der er ingen kontrolgruppe, ” siger han. "Der er ingen sporing af selve implantatet."
Denne første test hos mennesker var imidlertid beregnet til at teste sikkerheden i den levende bandage, siger Hollander. Da svigtfrekvensen er høj for operationer i den hvide zone i menisken, siger han, ”vi føler os sikre på at konkludere, at der var en vis direkte fordel ved behandlingen.” Selvom han håber at have en kontrolgruppe i fremtidige studier, bemærker han, at der er etiske problemer med en sådan gruppe. ”Da der er masser af beviser for, at kirurgi alene mislykkes, ” siger han, og at have patienter under en sådan procedure kan betragtes som uetiske.
Den levende bandage er dog en af de mere lovende metoder til anvendelse af stamceller ved reparation af menisk. Da Hollander startede forskning på denne arena, forsøgte de fleste andre grupper at bruge stamcelle-infunderede kollagenstrukturer som et fundament for stamceller til at vokse væv, der udfyldes i ødelagte dele af menisken. ”Når du laver vævsteknik, laver du pladsudfyldning, laver du en stor del af væv, ” forklarer Hollander.
Hollander havde imidlertid et fingerpeg om, at disse metoder ikke ville arbejde. Stamceller er ekstremt vanskelige at kontrollere, når de indsættes i leddene. ”Knæet er et meget fjendtligt miljø, ” siger Luks. ”[Så] disse celler lever typisk ikke længe i knæet, og de opfører sig ikke på samme måde, som vi troede, at de ville gøre.”
For at afslutte det, ville Hollander prøve noget andet. ”Jeg kan ikke lide at gøre det samme som andre mennesker, ” siger han med en latter. Så han besluttede at prøve at udnytte andre egenskaber ved stamcellerne og til sidst udvikle den levende bandage. Siden da har han udviklet et spin-off firma, Azelon, til at markedsføre produktet.
I disse dage hævder mange læger allerede en vellykket anvendelse af stamceller ved reparation af menisk: fra påføring af stamceller suspenderet i gel til kollagenstrukturer. Men teknologien er langt fra bred anvendelse, siger Rodeo, især i USA, hvor kultivering af stamceller er strengt reguleret. På dette tidspunkt er "den kommercielle anvendelse langt foran videnskaben, " siger han. Der er meget mere at lære om alle disse applikationer, før de med sikkerhed kan bruges kommercielt.
Hollander mener, at stamcellebandager er ekstremt lovende ikke kun for knæ, men også en række bløde vævsreparationer, fra rotatormanchetter til mødres anale sfinkter, der er revet i arbejdskraft. For nuværende tidspunkt fokuserer han dog på menisci. ”Bare det at tage denne ene ansøgning har taget os år, ” siger han. ”Vi kan ikke gøre alt.”
Hollander har allerede anskaffet finansiering til en større retssag. Han planlægger også at strømline processen og reducere nogle af dens udgifter - et spørgsmål, der vedrørte både Rodeo og Luks. For at gøre dette håber Hollander at skifte til brugen af donorstamceller, så patienter ikke behøver at gennemgå to procedurer for først at aspirere stamcellerne og derefter implantere bandagen.
”Vi prøver at fryse den [levende bandage], så den kan opbevares i nogle måneder på hospitalet og derefter bare trækkes ud af fryseren, varmes op og implanteres, ” siger han. ”Det gør det til en meget mere enkel proces - meget mere omkostningseffektiv for udbydere af sundhedsydelser.”
Selvom der er behov for meget mere test for at bekræfte effektiviteten af den levende bandage, ser teamet ud til at være på rette vej.
”I bund og grund betaler det sig at redde en menisk, ” siger Luks. "Hvis en menisk kan repareres, skal den repareres."
