Athene, Ga. – Een team met inbegrip van de Universiteit van Georgia onderzoekers heeft voor de eerste keer gedocumenteerd de hergroei van chirurgisch verwijderd paden in het lymfestelsel, een netwerk van schepen ontworpen om weg te pompen inflammatoire vloeistoffen en verdedigen het lichaam tegen infectie.
gepubliceerd in Nature Biomedical Engineering, leggen de bevindingen de basis voor een nieuwe klasse van behandelingsopties voor lymfegerelateerde aandoeningen, zoals chronische wondcomplicaties, en kunnen zelfs de verspreiding van kanker helpen voorkomen.
lymfatische disfunctie is verbonden met een verscheidenheid aan ziekten, waaronder hart-en vaatziekten en kanker. Bijvoorbeeld, breken de cellen van borstkanker van de primaire tumor af en reizen door het lymfatische systeem. Als ze met rust gelaten worden, kunnen ze zich door het hele lichaam verspreiden. Lymfevaten-die werken op soortgelijke manieren om het cardiovasculaire systeem – zijn soms getraumatiseerd door kanker behandeling of het verwijderen van lymfeklieren, wat kan leiden tot lymfoedeem, of de chronische zwelling van een been of arm.
” Op dit moment hebben we geen manier om het lymfestelsel opnieuw op te bouwen of te reconstrueren. We begrijpen nauwelijks hoe het werkt,” zei Dr.John Peroni, professor en chirurg van grote dieren aan het UGA College of Veterinary Medicine. “Deze studie was een van de eerste in het fundamenteel aanpakken van een fundamentele wetenschappelijke vraag die onbeantwoord is gebleven: als lymphatics gewond zijn, kunnen ze remodelleren of genezen? in samenwerking met een schapenmodel verwijderden medewerkers van Georgia Tech en het Regenerative Bioscience Center van UGA ‘ s College of Agricultural and Environmental Sciences een van de twee lymfevaten die parallel aan elkaar lopen in het been. Deze zijn zo cruciaal voor lymfe stroom als het hart is om de bloedstroom, volgens de onderzoekers. Onder deze omstandigheden, waren zij in staat om het begin van een lymfatische pompcyclus en het begin van het remodelleren en reparatiestadia te tonen.
als gevolg van de remodellering concludeerde het team dat moleculaire veranderingen in lymfatische spiercellen oxidatieve stress versterken, wat meestal optreedt wanneer het immuunsysteem ontstekingen creëert om bacteriën te bestrijden. Na een periode van zes weken ontdekte het team dat het resterende lymfevat twee keer zo hard werkte om de oxidatieve stress te compenseren.
“men zou verwachten dat wanneer je het belangrijkste lymfevat verwijdert, in het gedeelte dat lager is dan de obstructie, het zou opzwellen. Tot onze verbazing deed het dat slechts minimaal,” zei Peroni. “Het blijkt dat er een aanzienlijke hoeveelheid bijkomende lymfatische circulatie is die we niet verwachtten. Op microscopisch niveau zijn er genoeg mechanismen waardoor het lichaam nog steeds vloeistoffen uit het been kan recirculeren en afvoeren, ook al is de belangrijkste ‘snelweg’ verwijderd.”
de bevindingen volgen op het eerdere werk van dezelfde onderzoekers, die vergelijkbare resultaten lieten zien bij het gebruik van de knaagdierstaart, een van de oudste en meest gebruikte modelsystemen voor lymfatisch onderzoek.
” misschien wel de belangrijkste eigenschap van het gebruik van een groter model zoals schapen, versus de historische benchmark van de staart van een knaagdier, is de gravitationele voordelen,” Peroni zei. “Zwaartekracht maakt het moeilijker voor lymfe te worden vervoerd van de benen en de onderste helft van het lichaam, en schapen bieden een betere gravitatiemodel in vergelijking met de consequent vlakke positie van de staart van een knaagdier. Het is bijna identiek aan wondgenezing bij mensen.”
Peroni werkte nauw samen met Brandon Dixon, hoofdauteur en universitair hoofddocent mechanische en biomedische technologie bij Georgia Tech, die het laboratorium voor lymfatische Biologie en Bioengineering leidt.
” wat deze studie onderscheidt van andere is dat het gericht is op het remodelleren van het vat dat aanvankelijk niet beschadigd was tijdens de operatie, omdat het probeert te compenseren voor het segment dat werd verwijderd,” zei Dixon. “Dit is belangrijk voor het begrijpen van secundaire lymfoedeem in borstkanker overlevenden, omdat de meeste begin van lymfoedeem optreedt vele maanden na borstkanker chirurgie, en de resterende intact lymfatische vasculatuur kan niet langer bijhouden met de eisen die erop worden gesteld.”
deze bevindingen zijn preklinisch en er zijn verdere studies nodig om de tests bij mensen te bevestigen, maar ze leveren wetenschappelijk bewijs voor lymfatische remodellering dat tot nu toe schaars was.
” We zijn opgewonden omdat er nu een diermodel is dat we kunnen gebruiken om het vat onder deze staat van langdurige stress te brengen die niet het gevolg was van de initiële verwonding, maar een resultaat van de aanpassing van het vat aan de operatie,” zei Dixon. “Het is een goed model voor wat er met een mens gebeurt.”
Deze studie werd gefinancierd door het Regenerative Engineering and Medicine (REM) seed grant program. De regeneratieve Bioscience Center is een eenheid van de UGA Office of Research, met genereuze steun van het College van Landbouw en milieuwetenschappen en haar Departement van dier-en zuivel wetenschap.
Publicatiekoppeling: https://doi.org/10.1038/s41551-019-0493-1