– Zespół, w tym naukowcy z University of Georgia, po raz pierwszy udokumentował odrost chirurgicznie usuniętych szlaków w układzie limfatycznym, sieci naczyń zaprojektowanych do pompowania płynów zapalnych i obrony organizmu przed infekcją.

opublikowane w Nature Biomedical Engineering, odkrycia położyły podwaliny pod nową klasę możliwości leczenia zaburzeń związanych z limfą, takich jak przewlekłe powikłania ran, a nawet mogą pomóc w zapobieganiu rozprzestrzenianiu się raka.

dysfunkcja limfatyczna jest związana z różnymi chorobami, w tym zarówno chorobami układu krążenia, jak i rakiem. Na przykład, komórki raka piersi oderwać się od guza pierwotnego i podróży przez układ limfatyczny. Pozostawione w spokoju mogą rozprzestrzeniać się po całym ciele. Naczynia limfatyczne-które działają w podobny sposób do układu sercowo-naczyniowego-są czasami traumatyzowane przez leczenie raka lub usunięcie węzłów chłonnych, co może prowadzić do obrzęku limfatycznego lub przewlekłego obrzęku nogi lub ramienia.

„w tej chwili nie mamy sposobu na odbudowę lub rekonstrukcję układu limfatycznego. Nawet nie rozumiemy, jak to działa”, powiedział dr John Peroni, profesor i chirurg dużych zwierząt w Kolegium Medycyny Weterynaryjnej UGA. „Badanie to było jednym z pierwszych w fundamentalnie odpowiedzi na podstawowe pytanie naukowe, które zostało pozostawione bez odpowiedzi: jeśli lymphatics są ranni, można je przebudować lub leczyć?”

pracując z modelem owiec, współpracownicy z Georgia Tech i Regenerative Bioscience Center w College of Agricultural and Environmental Sciences uga, usunęli jedno z dwóch naczyń limfatycznych, które biegną równolegle do siebie w nodze. Są one tak kluczowe dla przepływu limfy, jak serce jest do przepływu krwi, według naukowców. W tych warunkach byli w stanie pokazać początek cyklu pompy limfatycznej oraz początek etapów przebudowy i naprawy.

w wyniku przebudowy zespół doszedł do wniosku, że zmiany molekularne w limfatycznych komórkach mięśniowych nasilają stres oksydacyjny, który zwykle występuje, gdy układ odpornościowy tworzy stan zapalny w celu zwalczania bakterii. Po sześciu tygodniach zespół odkrył, że pozostałe naczynie limfatyczne pracuje dwa razy ciężej, aby zrekompensować stres oksydacyjny.

„można by oczekiwać, że po usunięciu głównego naczynia chłonnego, w części, która jest niższa niż niedrożność, będzie puchnąć. Ku naszemu zaskoczeniu, zrobił to tylko minimalnie ” – powiedział Peroni. „Okazuje się, że istnieje znaczna ilość dodatkowego krążenia limfatycznego, którego się nie spodziewaliśmy. Na mikroskopijnym poziomie istnieje wystarczająco dużo mechanizmów, dzięki którym organizm może nadal recyrkulować i odprowadzać płyny z nogi, mimo że główna „autostrada” jest usuwana.”

wyniki są zgodne z wcześniejszymi pracami tych samych naukowców, które wykazały podobne wyniki w użyciu ogona Gryzonia, jednego z najstarszych i najczęściej wykorzystywanych systemów modelowych do badań limfatycznych.

„być może najważniejszą cechą korzystania z większego modelu, takiego jak owce, w porównaniu z historycznym wzorcem ogona Gryzonia, są korzyści grawitacyjne”, powiedział Peroni. „Grawitacja utrudnia transport limfy z nóg i dolnej połowy ciała, a owce zapewniają lepszy model grawitacyjny w porównaniu do konsekwentnie płaskiej pozycji ogona Gryzonia. To prawie identyczne z problemami z gojeniem się ran u ludzi.”

Peroni ściśle współpracował z Brandonem Dixonem, głównym autorem i profesorem inżynierii mechanicznej i biomedycznej w Georgia Tech, który kieruje Laboratorium Biologii limfatycznej i Bioinżynierii.

„to, co odróżnia to badanie od innych, to to, że skupiło się na przebudowie naczynia, które nie zostało początkowo uszkodzone podczas operacji, ponieważ próbuje zrekompensować segment, który został usunięty”, powiedział Dixon. „Jest to ważne dla zrozumienia wtórnego lymphedema w raku piersi ocalałych, ponieważ większość wystąpienia lymphedema występuje wiele miesięcy po operacji raka piersi, a pozostałe nienaruszone naczyń limfatycznych nie może już nadążyć z wymaganiami stawianych na nim.”

te wyniki są przedkliniczne i dalsze badania są wymagane w celu potwierdzenia testów na ludziach, ale dostarczają naukowych dowodów na przebudowę limfatyczną, która do tej pory była rzadka.

„jesteśmy podekscytowani, ponieważ istnieje teraz model zwierzęcy, który możemy wykorzystać, aby umieścić naczynie w tym stanie długotrwałego stresu, który nie był wynikiem początkowego urazu, ale wynikiem adaptacji naczynia do operacji”, powiedział Dixon. „To dobry wzór na to, co dzieje się z człowiekiem.”

to badanie zostało sfinansowane przez program grantowy regenerative Engineering and Medicine (REM) seed grant program. Regenerative Bioscience Center jest jednostką Biura Badań UGA, przy hojnym wsparciu Kolegium Rolnictwa i Nauk o środowisku oraz jego Wydziału Nauk o zwierzętach i nabiale.

Link do publikacji:https://doi.org/10.1038/s41551-019-0493-1