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Lo studio rivela perché l'immobilizzazione dopo la lesione aiuta nella guarigione

Di gran lunga, le lesioni più comuni vedute nel pronto soccorso negli Stati Uniti sono quelle che pregiudicano le estremità. L'immobilizzazione è il trattamento più comune, ma, fino ad oggi, era esattamente sconosciuta perché questa tecnica ha funzionato per avanzare la guarigione.

In uno studio pubblicato recentemente nel giornale di ricerca clinica, Benjamin Levi, M.D., ora il professore associato di chirurgia e la chirurgia plastica a UT sudoccidentale, hanno scoperto il meccanismo da cui l'immobilizzazione altera un'estremità danneggiata e le celle nell'area danneggiata. Ciò che trova ha potuto finalmente aiutare medici ad ottimizzare la guarigione nei pazienti con le lesioni dell'estremità.

Levi ed il suo gruppo all'università del Michigan hanno trovato che quella le estremità di vincolo fondendo o splinting dopo che la lesione altera le cellule staminali di modo interagiscono con il loro ambiente extracellulare, passante il loro destino dall'osso debilitante diventante al grasso benigno.

Finora, è stato poco chiaro perché alcune ferite guariscono anormalmente, spesso con le conseguenze nocive, aggiunge Levi, che tiene le nomine supplementari nel centro di Jane e di Charles Pak per metabolismo minerale e la ricerca clinica e nell'istituto di ricerca del centro medico dei bambini a UT sudoccidentale. Per esempio, spiega, vede spesso i pazienti nella sua pratica che hanno sviluppato una circostanza chiamata ossificazione heterotopic (HO) in cui l'osso si sviluppa in tessuti nonskeletal quali i muscoli ed i tendini dopo le lesioni. Levi ed i suoi colleghi hanno notato che UFF accaduto più frequentemente alle giunzioni, aree che hanno sforzo più meccanico dopo che lesioni o ambulatori - ma il meccanismo dietro questo fenomeno era sconosciuto.

Per contribuire a chiarire questo punto, Levi ed i suoi colleghi hanno funzionato con un modello del mouse di UFF. I mouse commoventi erano l'uno o l'altro misura con gli immobilizzatori - che hanno agito come le colate minuscole per tenere la loro stalla delle giunzioni - esercitata su una pedana mobile, o sono stati dati gli esercizi di intervallo-de-moto simili a cui molti pazienti umani ricevono dopo ambulatorio unito. I mouse che hanno esercitato o ricevuto gli esercizi di intervallo-de-moto si sono sviluppati UFF - ma gli animali vincolati non hanno fatto. Piuttosto, gli animali vincolati hanno sviluppato le bolle di grasso all'interno delle aree commoventi invece dell'osso.

Ricercando più profondo, i ricercatori hanno raccolto le cellule staminali mesenchymal (MSCs) - tipi delle cellule che svolgono un ruolo chiave nella guarigione dal sito. Quando i ricercatori hanno esaminato quali geni erano attivi in queste celle, hanno trovato l'espressione aumentata nelle vie molecolari per quanto riguarda come l'attaccatura delle cellule alle superfici ed interagiscono con la matrice extracellulare, una rete delle proteine ed altre molecole fuori delle celle che le intrattengono e forniscono il supporto fisico. La manipolazione o l'uso genetica di piccole molecole inattivare queste vie molecolari ha soffocato UFF dallo sviluppo nei mouse mobilizzati.

Esaminando la matrice extracellulare, Levi ed i suoi colleghi hanno trovato che le fibre del collageno negli animali attivi hanno teso a allinearsi nelle righe ordinate, un reticolo che ha permesso che i MSCs allungassero lungo le fibre. Al contrario, le fibre del collageno negli animali vincolati hanno avute un reticolo più casuale, limitando l'allungamento del MSC, tenente li compatti.

È queste differenze nell'ambiente extracellulare che sembrano mettere i MSCs su un osso o su una traiettoria grassa, Levi spiega. Quando i ricercatori hanno collocato i MSCs sul collageno stato allineato nei piatti del laboratorio, finalmente morphed nelle celle di osso. Collocandoli sul collageno unaligned li ha incoraggiati a svilupparsi in grasso. I reticoli di attivazione del gene in entrambi i gruppi di celle hanno confermato l'espressione aumentata dell'osso o dei geni grassi, secondo se si sono sviluppati sulle matrici state allineate o unaligned del collageno, rispettivamente.

Il messaggio netto è che quando vincoliamo le giunzioni, stiamo cambiando l'intero ambiente di una ferita sia al livello del tessuto che al livello cellulare. Potremmo sfruttare questa conoscenza per aiutare nella guarigione, alterando i nostri protocolli di smobilizzo o mirando ai geni specifici che pregiudicano come le celle interagiscono con la matrice extracellulare facendo uso di piccole molecole che sono già in condutture cliniche.„

Benjamin Levi, M.D., professore associato di chirurgia e chirurgia plastica a UT sudoccidentale

Questi risultati già stanno facendo una differenza nella cura clinica, lui aggiunge. Sebbene i medici lungamente abbiano mirato ad ottenere appena possibile il cellulare delle giunzioni dei pazienti dell'ustione, i centri di ustione ora usano i protocolli significativamente meno aggressivi per abbassare le probabilità dei pazienti di sviluppo UFF. La quantità di mobilità durante la prima settimana dopo che la lesione ora è regolato, che è stato indicato per fare diminuire la probabilità di sviluppo UFF e di rigidezza di limite.

Sebbene la ricerca iniziale per questo studio non sia condotta a UT sudoccidentale, la fase seguente di questa ricerca è corrente negli impianti al laboratorio di Levi's UTSW.

Source:
Journal reference:

Huber, A.K., et al. (2020) Immobilization after injury alters extracellular matrix and stem cell fate. Journal of Clinical Investigation. doi.org/10.1172/JCI136142.