Regeneracja nerwów obwodowych dzięki rurkom chitosanowym

W przeciwieństwie do ośrodkowego układu nerwowego, nerwy obwodowe mają zdolność regeneracji. Jednak regeneracja po istotnej utracie komórek nerwowych jest powolna, co może prowadzić do utraty sprawności unerwianego przez nie mięśnia. Istnieje zatem potrzeba stworzenia innowacyjnych terapii uszkodzeń nerwów obwodowych.

Uczestnicy finansowanego przez UE projektu BIOHYBRID (Biohybrid templates for peripheral nerve regeneration) pracowali nad biopolimerowym implantem z chitosanu do naprawy uszkodzonych nerwów na długich odcinkach. Uzyskane z pancerzy skorupiaków urządzenie ma wypełniać przerwy w tkance nerwowej i aktywować regenerację między proksymalnymi i dystalnymi kikutami nerwowymi. Zintegrowane podejście eksperymentalne objęło prefabrykację biohybrydowego urządzenia nerwowego, wszczepienie go w miejsce ubytku tkanki nerwowej do modelu zwierzęcego i ewaluację wyniku regeneracji.

Po trzech latach pracy partnerzy projektu BIOHYBRID przetestowali trójwymiarowe rusztowanie bazujące na pustych w środku rurkach chitosanowych. Oceniano puste rurki chitosanowe o różnym stopniu acetylacji w jednym szeroko zakrojonym badaniu i jednym prowadzonym na średnią skalę badaniu in vivo, co umożliwiło stworzenie systemu Reaxon® Nerve Guide, zatwierdzonego do użytku medycznego. Te rurki wspomagały również regenerację przerw długości 15 mm u zwierząt.

Badania funkcjonalizacji rusztowania in vitro pokazały, że nanocząstki tlenku żelaza połączone z czynnikami neurotroficznymi nadają rusztowaniu konieczne właściwości, złożono więc odpowiedni wniosek patentowy. Ocena in vivo ujawniła, że wypełnienie rusztowania komórkami Schwanna z nadekspresją czynnika wzrostu fibroblastów typu 2 promuje regenerację aksonów. Scharakteryzowano też różnice w regeneracji nerwów obwodowych między zdrowymi i chorymi na cukrzycę szczurami oraz między samcami i samicami.

Uczestnicy projektu BIOHYBRID stworzyli plan klinicznych badań porównawczych do ewaluacji naprawy uszkodzeń nerwu pośrodkowego i łokciowego u ludzi przy użyciu wszczepionego Reaxon® Nerve Guide. Od wejścia systemu Reaxon® Nerve Guide na rynek w czerwcu 2014 roku wszczepiono go kilku niemieckim pacjentom z uszkodzeniami nerwów obwodowych. Konsorcjum ukończyło przygotowania wieloośrodkowego badania klinicznego systemu Reaxon® Nerve Guide do naprawy uszkodzeń nerwu pośrodkowego i łokciowego, oraz rozpoczęło starania o pozwolenie FDA.

Wyniki badania klinicznego przyczynią się do wykorzystania zaawansowanych kompozytowych kanałów chitosanowych do przyszłych zastosowań. Oczekuje się, że zastosowanie kliniczne stworzonego metodami bioinżynierii innowacyjnego urządzenia do regeneracji nerwów skróci czas rehabilitacji pacjentów i przyspieszy odzyskanie jakości życia.