Athens, Ga. – Ryhmä, johon kuuluu Georgian yliopiston tutkijat, on ensimmäistä kertaa dokumentoinut kirurgisesti poistettujen reittien uusiutumista imunestejärjestelmässä, alusten verkosto, joka on suunniteltu pumppaamaan pois tulehdusnesteitä ja puolustamaan kehoa infektiota vastaan.

julkaistu Nature biolääketieteellisessä Engineering-lehdessä, tulokset luovat perustan uudenlaisille hoitovaihtoehdoille lymfaperäisiin sairauksiin, kuten kroonisiin haavakomplikaatioihin, ja ne voivat jopa auttaa ehkäisemään syövän leviämistä.

imunestejärjestelmän toimintahäiriöllä on yhteys useisiin sairauksiin, kuten sekä sydän-ja verisuonitauteihin että syöpään. Esimerkiksi rintasyöpäsolut irtoavat primaarikasvaimesta ja kulkevat imunestejärjestelmän läpi. Yksin jätettynä ne voivat levitä koko kehoon. Imunestejärjestelmän alukset-jotka toimivat samalla tavoin kuin sydän—ja verisuonijärjestelmä-ovat joskus traumatisoituneita syövän hoidossa tai poistaminen imusolmukkeiden, joka voi johtaa lymfedeema – (lymfaödeema), tai krooninen turvotus, jalka tai käsivarsi.

”juuri nyt meillä ei ole keinoa rakentaa tai rekonstruoida imusuonistoa. Me tuskin edes ymmärrämme, miten se toimii”, sanoi tohtori John Peroni, professori ja suurten eläinten kirurgi UGA: n eläinlääketieteellisessä korkeakoulussa. ”Tämä tutkimus oli yksi ensimmäisistä perusteellisesti käsitellä tieteellistä peruskysymystä, joka on jätetty vastaamatta: jos lymphatics ovat loukkaantuneet, ne remodel tai parantua?”

Lammasmallin parissa työskennelleet Georgia Techin ja Uga ’ s College of Agricultural and Environmental Sciencesin regeneratiivisen Bioscience Centerin yhteistyötahot poistivat jalassa toisen kahdesta rinnakkain kulkevasta imusuonesta. Nämä ovat tutkijoiden mukaan yhtä ratkaisevia imunesteen virtaukselle kuin sydän on verenkierron kannalta. Näissä olosuhteissa he pystyivät näyttämään imupumppujakson alun ja remontti-ja korjausvaiheiden alun.

remontin seurauksena ryhmä tuli siihen tulokseen, että imusuoniston lihassolujen molekyylimuutokset lisäsivät oksidatiivista stressiä, joka tyypillisesti syntyy, kun immuunijärjestelmä luo tulehdusta bakteerien torjumiseksi. Kuuden viikon jakson jälkeen ryhmä havaitsi, että jäljellä oleva imusuoni teki tuplasti enemmän töitä kompensoidakseen oksidatiivista stressiä.

”voisi olettaa, että kun poistetaan päälymfiastia, siinä osassa, joka on pienempi kuin tukkeuma, se turpoaa. Yllätykseksemme se teki sen vain minimaalisesti”, Peroni sanoi. ”On käynyt ilmi, että on olemassa huomattava määrä collateral lymfakiertoa, että emme odottaneet. Mikroskooppisella tasolla on riittävästi mekanismeja, joiden avulla keho voi vielä kierrättää ja valuttaa nesteitä jalasta, vaikka pääväylä onkin poistettu.”

havainnot noudattavat samojen tutkijoiden aikaisempaa työtä, joka osoitti samanlaisia tuloksia jyrsijän hännän käytössä, joka on yksi vanhimmista ja laajimmin käytetyistä imusuonitutkimuksen mallijärjestelmistä.

”ehkä tärkein yksittäinen piirre lampaan kaltaisen suuremman mallin käytössä verrattuna jyrsijän hännän historialliseen vertailukohtaan on gravitaatiohyödyt”, Peroni sanoi. ”Painovoima vaikeuttaa imusolmukkeiden kuljettamista jaloista ja ruumiin alaosasta, ja lampaat tarjoavat paremman painovoimamallin verrattuna jyrsijän hännän tasaisen litteään asentoon. Se on lähes identtinen haavanparannusongelmien kanssa ihmisillä.”

Peroni teki läheistä yhteistyötä Brandon Dixonin kanssa, joka oli Georgia Techin johtava kirjailija ja mekaanisen ja biolääketieteen tekniikan apulaisprofessori, joka johtaa Lymfobiologian ja biotekniikan laboratoriota.

”Mikä erottaa tämän tutkimuksen muista on, että se keskittyi remodeling aluksen, joka ei alun perin vaurioitunut leikkauksessa, koska se yrittää kompensoida segmentti, joka poistettiin,” sanoi Dixon. ”Tämä on tärkeää ymmärtää johdetun lymfedeema – (lymfaödeema), rintasyöpä perhe, koska useimmat puhkeamista lymfedeema – (lymfaödeema) tapahtuu monta kuukautta sen jälkeen, kun rintasyöpä leikkaus, ja loput ehjä imunestejärjestelmän verisuonet eivät voi enää pysyä vaatimusten sitä.”

nämä löydökset ovat prekliinisiä, ja lisätutkimuksia tarvitaan ihmisillä tehtävien kokeiden vahvistamiseksi, mutta ne tarjoavat tieteellistä näyttöä lymfaattisen remodelaation osalta, jota tähän asti on ollut niukasti.

”olemme innoissamme, koska nyt on olemassa eläinmalli, jonka avulla voimme laittaa aluksen tähän pitkittyneeseen stressitilaan, joka ei johtunut alkuperäisestä vammasta, vaan aluksen sopeutumisesta leikkaukseen”, Dixon sanoi. ”Se on hyvä malli sille, mitä ihmiselle tapahtuu.”

tätä tutkimusta rahoitti Regenerative Engineering and Medicine (Rem) seed grant program. Regeneratiivisen Bioscience Center on yksikkö UGA Office of Research, avokätistä tukea College of Agriculture ja ympäristötieteiden ja sen Department of Animal and Dairy Science.

Julkaisulinkki: https://doi.org/10.1038/s41551-019-0493-1