kręgosłup
Żródło: https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(18)31243-1

Co tam piszczy w kręgosłupie?

Jesteśmy cywilizacją obolałych kręgosłupów, skoliozy, zdewastowanych kolan i zrujnowanych stawów. Dwie trzecie żyjącej dziś populacji uskarżało się na poważny ból pleców przynajmniej raz w życiu. I co na to wykwit naszej cywilizacji, czyli nauka współczesna? Całkiem niemało ostatnimi czasy.

Nic tak nie wsparło ewolucji ssaków, jak kręgosłup. I nic nas tak nie boli.

To dzięki niemu biegamy, wspinamy się czy… bierzemy głęboki wdech. Kręgosłup. Gdybyśmy się w pewnym momencie nie wyprostowali, nie uwolnilibyśmy rąk. Bez rąk gotowych do zabawy i pracy oraz chwytania i tworzenia narzędzi, nie rozwinęlibyśmy mózgu. Bez rozwiniętego mózgu nadal siedzielibyśmy na drzewie. Wyprostowana postawa to jednak spore obciążenie części krzyżowo-lędźwiowej, zwłaszcza u kobiet w ciąży. To prowadzi u ludzi do częstych bolesnych zwyrodnień.

Darwin, pisząc swoje monumentalne dzieło „O pochodzeniu gatunków”, zanalizował dzioby różnych gatunków zięby. Z ich odmian i przemian wywiódł całą teorię ewolucji. Dziś uczone z Uniwersytetu Harvarda Stephanie Pierce i jej doktorantka Katrina Jones uczyniły to samo, biorąc już nie tyle pod lupę, co do aparatu Roentgena kręgosłupy wymarłych bezpośrednich ssaczych przodków żyjących 200 do 300 milionów lat temu – zwanych synapsydami czy gadami ssakokształtnymi.

Przeprowadzona analiza skamieniałości dowodzi, że ze wszystkich kręgowców jedynie u ssaków kręgosłup podzielił się na niezależne fragmenty i ewoluował niejako po kawałku. Jest on zbudowany z modułów. I te moduły mają w swym rozwoju uruchomione różne programy genetyczne. Różne geny im się włączają i wyłączają, gdy ich kręgi rosną i rozwijają się. Odpowiadając stosownymi wygięciami i odkształceniami na naciski wywierane przez konkretną najstosowniejszą dla danego zwierzęcia postawę życiową.

Wszechstronnie zatem uzdolniony kręgosłup podzielony na niezależnie ewoluujące obszary, dostosowujące się do warunków życia, podarował ssakom świat pod stopy. Na starość jednak przygina je boleśnie do ziemi.

Namierzono komórki macierzyste kości. Można hodować kości
„na szalce”.

Od dziesięcioleci szukano komórek macierzystych dla naszych kości i chrząstek. Czyli komórek, z których dzięki ich podziałom i rozwojowi powstaje cały nasz szkielet. Najpierw w 2015 roku udało się je namierzyć u myszy. Stworzono bowiem genetycznie modyfikowaną „tęczową mysz”, w której konkretne komórki macierzyste w zarodku mają różne kolory, więc widać, jakie tkanki z nich się rozwijają. Jak to jednak często bywa w medycynie, mysz czy szczur laboratoryjny to organizm od człowieka odmienny. Poza tym stworzenie „tęczowego człowieka” nie przeszłoby przez żadną naukową komisją etyczną świata (na razie).

Komórki ludzkie znaleźli ci sami naukowcy, którzy odkryli je u gryzoni – zespół Michaela Longakera ze Stanford University w Palo Alto (Kalifornia). Dzięki „tęczowej myszy” poznali oni bowiem genetyczne znaczniki oraz receptory powierzchniowe właściwe komórkom mysim. Postanowili zatem podobnych poszukać wśród rozlicznych macierzystych komórek ludzkich. Aby się przekonać, że odkryte przez nich komórki są naprawdę macierzystymi dla kości i chrząstek ludzkich, badacze uzyskali w laboratorium prawdziwą kość ludzką z oznaczonych przez siebie komórek pobranych od pacjentów podczas zabiegu wstawiania endoprotez biodra i kolana. Ich osiągnięcie to początek dla nowych terapii złamań, uszkodzeń stawów czy osteoporozy. Będzie wreszcie ratunek dla osób z uszkodzeniami stawów kolanowych i innych miejsc, gdzie naturalne procesy naprawcze nie chcą zachodzić i gdzie jesteśmy skazani na endoprotezy. Te z kolei grożą nam zakażeniami i innymi powikłaniami. Zawsze lepiej wszczepić właśnie?

Nadchodzi ratunek dla bolącej szyi i krzyża.

Nie jest tajemnicą, że sporo bólu kręgosłupa przysparzają nam zwyrodnienia dysków lub ich uszkodzenia, które powstały w wypadkach. Rolą dysków jest zabezpieczanie kręgów kostnych przed nadmiernymi naciskami i przeciążeniami w trakcie wykonywania ruchu. To takie chrzęstne amortyzatory. Do tej pory najlepszym wyjściem z sytuacji była operacja usuwająca uszkodzony dysk i zespalająca sąsiadujące kręgi. Człowiek się robił mniej giętki, ale czego się nie robi, żeby nie bolało? Jest to też strategia chodząca na nieco krótkich nogach, gdyż oczywiście będzie prowadzić do nieprawidłowej postawy, ergo kompensacji w innych odcinkach kręgosłupa, zatem zwyrodnień kolejnych dysków.

Nowe podejście zaproponowane nam przez grupę naukowców z kilku filadelfijskich ośrodków, kierowaną przez Roberta L. Maucka, to inżynieria tkankowa, która odtworzy dysk. Następnie chirurg-ortopeda wszczepi go pacjentowi w miejsce dysku zniszczonego lub zdegenerowanego.

Korzysta się z opisanego wyżej odkrycia komórek macierzystych kości. W tym wypadku badacze z USA wykorzystali komórki macierzyste krowy, które wstrzyknęli w cylindry żelowego polimeru. Te zaś cylindry ucisnęli lekko z góry i dołu za pomocą piankowych płytek. Praw mechaniki oraz wyżej wspomnianych praw ewolucji i biologii rozwoju się nie zmieni. Jeśli chcemy, aby coś miało konkretny kształt, a jeszcze lepiej, aby się w tym kształcie rozwinęło, to musimy ten kształt wymusić, choćby ten przymus był delikatny.

Implantacji dokonano pomiędzy kręgami ogonowymi laboratoryjnych szczurów oraz kręgami szyjnymi kóz, dostosowując „dyski z laboratorium” do rozmiaru i kształtu kręgów tych zwierząt. Obserwowano same ruchy zwierząt oraz – post mortem – odkształcenia jakim uległy dyski podczas naturalnych, wynikłych z poruszania się, nacisków.

W tym kilkutygodniowym eksperymencie (dla szczurów to jest spory kęs życia) osiągnięto pełny sukces. Nie tylko dyski wyhodowane w laboratorium świetnie się przyjęły, ale i nie dostrzeżono na nich żadnych znaczących odkształceń wynikłych z funkcjonowania w kręgosłupie. „As good as real and as good as new” – można podsumować badania na ich temat opisane w „Science Translational Medicine”. Kiedy taka opcja terapeutyczna u człowieka? Wydaje się, że niedługo.

 DR N. MED. MAGDALENA KAWALEC-SEGOND
Oceń ten artykuł

Podobne wiadomości

Nie ma możliwości dodania komentarza