Успешный метод лечения травм позвоночника у собак был разработан исследователями, что дает надежду на предотвращение паралича человека.
Лабораторные тесты показали, что введение жидкого полимера, известного как полиэтиленгликоль (ПЭГ), в течение 72 часов после серьезной травмы позвоночника, может предотвратить постоянное повреждение позвоночника у большинства собак. Даже когда позвоночник изначально поврежден до точки паралича, раствор ПЭГ предотвращает необратимое разрушение нервных клеток, позволяя им заживать.
"Почти 75 процентов собак, которых мы лечили с помощью ПЭГ, смогли вернуться к нормальной жизни", - сказал Ричард Боргенс, профессор прикладных нейронаук. "Некоторые исцелились так хорошо, что вернулись в прежний режим жизни, как будто ничего не произошло".
В ходе исследования 19 параплегическим собакам в возрасте от 2 до 8 лет в дополнение к стандартной ветеринарной терапии травм позвоночника в течение 72 часов после травмы была сделана инъекция ПЭГ. Эта группа из 19 собак сравнивалась со второй группой из 24 собак, которые получали только стандартное лечение.
После лечения улучшение состояния собак измерялось на основе таких критериев, как желание двигаться, восприятие глубокой и поверхностной боли и передача электрических импульсов через нервную ткань.
"Более половины собак, участвовавших в этом исследовании, стояли или гуляли в течение двух недель после лечения, - сказал Боргенс. "В большинстве случаев, вы можете заметить положительные признаки в течение трех-пяти дней".
Травма нервных клеток приводит к ослаблению и даже разрыву их мембран. Хотя клетки могут уцелеть, повреждение мембраны приводит к потере способности вырабатывать и проводить нервные импульсы по мембранам от одной клетки к другой.
Еще хуже то, что химические вещества, просачивающиеся из умирающих клеток спинного мозга, посылают "сигнал самоубийства" в другие соседние клетки, вызывая цепную реакцию, которая убивает больше клеток, чем первоначальное повреждение", - сказал Боргенс. "До сих пор конечным результатом было бесконтрольное повреждение спинного мозга, вызвавшее частичный или полный паралич у жертвы".
ПЭГ может вмешаться в этот процесс, восстановив первоначальное повреждение мембраны. На протяжении десятилетий было изучено, что две клетки, которые соприкасаются друг с другом, могут стать одной большой клеткой, если ПЭГ будет добавлена в жидкость, в которой они живут.
Около пяти лет назад Боргенс и его партнер, Рийи Ши, обнаружили, что они могли на самом деле соединить сотни и тысячи разорванных нервных волокон спинного мозга морской свинки с помощью всего двухминутного лечения ПЭГ. Это наблюдение привело к разработке полимера в качестве восстановительного агента, который будет поправлять сломанные мембраны нервных клеток после травматического повреждения.
Хотя действие ПЭГ было известно до начала работы, точный механизм, который возникает на мембране, чтобы регенерировать ее, до сих пор недостаточно изучен.
Боргенс сказал, что многие специалисты считают, что это свойство во многом связано со способностью ПЭГ быстро и резко удалять воду из клеточной мембраны, которая попадает в клетку после повреждения.
"Представьте себе детей, которые дуют мыльные пузыри палочками с маленькой круглой дырочкой на конце", - сказал Боргенс. "Полимер действует как мыльная пленка, которая закрывает отверстие и отводит воду. В мембране, закрытой ПЭГ, жирные масла, которые образуют центр мембраны, могут смешиваться снова, без воды, которая, вероятно, отталкивала их. Как только ПЭГ растворяется, молекулы воды снова помогают стимулировать и сохранять реструктурированную мембрану".
Любопытно, что ПЭГ покрывает поврежденные клетки и ткани только при введении в кровоток и не встречается в здоровых или неповрежденных тканях. Эти факты открыли путь для клинических испытаний параплегических собак доктором Питером Лаверти и его коллегами, а также парализованных собак неврологами Джоан Коутс и Робертом Бергман. Эти усилия могут облегчить жизнь многих собак, которые получили травму позвоночника или находятся в группе факторов риска.
"Некоторые породы собак могут легко повредить спину, просто спрыгнув с дивана", - сказал Боргенс. "До сих пор мало что можно было сделать для собак или людей с такими травмами - даже с немедленным оказанием помощи и высоким уровнем ухода".
Однако, с открытием Боргенсом и Ши эффекта ПЭГ на поврежденную ткань спинного мозга, новая и безопасная терапия может быть еще ближе к испытаниям на людях, поскольку собаки, получившие естественные повреждения, так хорошо на это отреагировали.
"У большинства собак мы обнаружили, что инъекция ПЭГ в течение 36 часов может восстановить чувствительность и даже подвижность в течение трех недель, - сказал Боргенс. "Эти результаты беспрецедентны в исследованиях паралича".
"Существуют значительные различия между собачьим и человеческим спинным мозгом, которые должны быть соотнесены, прежде чем это лечение может быть применено к людям, - сказал Боргенс. "Например, у собак некоторые функции контроля ходьбы фактически выполняются в позвоночнике, в то время как у людей все эти функции выполняются в нашем мозге. Это очень многообещающее исследование, но какое-то время оно будет недоступно в вашей больнице".
С другой стороны, как только эти вопросы будут решены, Боргенс сказал, что следующим шагом будут испытания на людях.
"Мы не ожидаем, что это лечение окажет какого-либо значительного влияния на людей, пострадавших от травм позвоночника в прошлом", - сказал он. "Но как только она будет усовершенствована, мы надеемся, что она предотвратит будущие травмы позвоночника от паралича жертв навсегда".