Hvis du nogensinde har haft en seneskade, ved du, hvor svækkende det kan være, og hvor lang tid det tager at helbrede. Faktisk, selvom du måske til sidst er gået tilbage til din sædvanlige fysiske aktivitet, er skadestedet sandsynligvis stadig svagt. “Når en sene er skadet, kommer den næsten aldrig helt tilbage,” siger Nelly Andaravis-Puri, Mechanical and Aerospace Engineering. “Du er sandsynligvis mere udsat for skade for evigt. Tendons er meget blødt væv, der regelmæssigt overfører meget store kræfter for at give os mulighed for at opnå grundlæggende bevægelse. De indsætter i stiv knogle, hvilket er en enorm ejendom mismatch. Denne grænseflade er meget kompleks.”

ogaravis-Puri studerer seneskader i et forsøg på at forstå, hvordan slitage udvikler sig i senen, og hvordan man med succes kan helbrede skaden. “Det er et meget reelt problem. Tredive procent af alle mennesker vil have en seneskade, og risikoen er højere hos kvinder,” siger hun.

sener er tilbøjelige til skader forårsaget af overforbrug. Atleter, fabriksarbejdere, militærpersonale og andre, der deltager i gentagne bevægelser, har større risiko for at opleve en revet eller brudt sene. “Ethvert biologisk forsøg, som din sene udviser for at forsøge at reparere denne inducerede skade, er langt bedre end din evne til at akkumulere yderligere skade,” forklarer Ogaravis-Puri. “Når du skader din sene, vil du akkumulere mere og mere skade, før nogen form for reparation sker, hvilket er, hvordan du til sidst ender med et brud.”

fysioterapi

med finansiering fra National Institutes of Health gennemfører Andaravis-Puri og hendes laboratorium en række projekter, der undersøger mekanismerne bag seneskader og helbredelse. I en forskningslinje bruger de dyremodeller til at forstå den rolle, der spilles i helbredelse ved indlæsning, som er repræsentativ for fysioterapi (PT). PT ordineres ofte som en klinisk behandling for seneskader, men det kan undertiden hjælpe med heling, mens det på andre tidspunkter kan udsætte den beskadigede sene for en øget risiko for yderligere skade. For nylig gjorde Andaravis-Puri og hendes kolleger en vigtig opdagelse: tidspunktet for starten af fysisk træning er afgørende for, om skaden heler eller bliver værre. “Hvis du starter træning en dag efter skadens begyndelse, forværrer du det yderligere,” siger hun. “Du får yderligere degeneration. Men hvis du starter øvelsen to uger efter skaden, får du reparation af skaden.”

sener er et bånd af fibrøst materiale, der primært består af kollagen, som danner en hierarkisk ekstracellulær matrice (ECM), der giver strukturel og biokemisk støtte til celler. Når sener er skadet, ændres deres struktur. I stedet for lige linjer bliver deres kollagen knækket. “Vi fandt ud af, at du ender med meget mere af disse kinks, hvis du begynder at træne en dag efter skade,” siger Andaravis-Puri. “Der er også mange andre ændringer i vævet. Der er visse proteiner, der tyder på tendinopati-sygdomstilstanden, der skyldes akkumulering af skader på underbrud-som også øges. På den anden side moduleres mange af proteinerne tilbage til naive niveauer, når du begynder at træne to uger senere. Dette fortæller os, at noget om, hvordan ECM regulerer cellerne, der lever i det, adskiller sig en dag efter skade versus to uger efter.”

“Når du skader din sene, vil du akkumulere mere og mere skade, før nogen form for reparation sker, hvilket er, hvordan du til sidst ender med et brud.”

hvorfor gode eller dårlige resultater er bundet til tidspunktet for træningens start er stadig ukendt, men Andaravis-Puri ved, at træning, der er begyndt to uger efter skade, nedsætter celledød i ECM og øger populationen af myofibroblaster, en celletype, der vides at hjælpe med sårheling. “Myofibroblaster kan anvende spænding på ECM, og det kontraherer et sår og får det til at lukke op,” siger hun. “Vi har vist, at der er en stigning i myofibroblaster i denne helt anden sammenhæng—når du har ombygning af senen fra træning. Det forklarer potentielt, hvad der sker med vores kinks. Det er muligt, at myofibroblasterne fysisk retter dem ud.”

Scarless Healing

i en anden forskningslinje undersøger Andaravis-Puri Lab, hvordan man fremmer scarless heling af sener. “For et væv, der spiller en så vigtig rolle i kroppens styrende mekanik, er ardannelse en forfærdelig ting,” siger Andaravis-Puri. “Når det er arret, har senevæv ikke de mekaniske egenskaber, det engang havde. Det kan ikke bære de samme typer belastninger. Uoverensstemmelsen mellem egenskaber mellem sener og knogler bliver virkelig et problem, fordi senen ikke længere har den oprindelige struktur. Det er meget tilbøjelig til at bryde igen.”

ved hjælp af en stamme af indavlet musemodel, der naturligt udviser regenerative evner kendt som Murphy Roths Large (MRL) mus, forsøger forskerne at forstå og fremme scarless healing i brudte sener. MRL mus modeller er et mysterium. Forskere ved ikke, hvorfor disse musmodeller som voksne er i stand til at regenerere visse væv, som andre stammer af musmodeller ikke kan. En hypotese er, at helbredelsesevnen er bundet til det systemiske miljø, dvs.hele kroppen spiller en rolle i processen. Andaravis-Puri og hendes samarbejdspartnere har en modhypotese. De antager, at hvert enkelt væv med regenerative evner inden for musemodellen—inklusive senevæv—har evnen til at regenerere uanset det systemiske miljø. For at undersøge dette har de igangsat en række projekter. I en, de har ORGANKULTUREREDE MRL-sener i laboratoriet for at se, hvordan senerne fyldte manglende sektioner. “De udfyldte kollagenet anderledes end sener fra en normal healermusstamme,” siger Andaravis-Puri. “De udfyldte mere fuldstændigt og mere tilpasset uden for ethvert systemisk miljø. Det fortæller os, at der er en plan i vævet, der fortæller disse celler, hvordan de skal lægge deres ECM, og hvordan de skal heles på denne mere tilpassede måde. Mere justeret betyder, at der ikke er noget ar.”

undersøgelse af flere måder at reparere

I et andet projekt bytter Andaravis-Puri og hendes kolleger skadede sener mellem regelmæssige healer-og MRL-musmodeller for at se, hvordan senerne heles, når de er i de forskellige systemiske miljøer. I endnu en, de såer celler fra senerne fra normale healermusmodeller på decellulariserede sener fra MRL-musmodeller for at se, om senematricen fra MRL-senen kan omprogrammere cellerne fra den normale healer og bede dem om at lægge matricen på en regenerativ måde. I så fald kan dette være et vigtigt skridt til at fremme vævstekniske tilgange til mennesker.

” spørgsmålet er, når seneskader opstår, kan vi fremme en form for effektiv reparation?”Andaravis-Puri siger. “Det kan være i forbindelse med kirurgi for at forbedre patientens resultater, eller det kan være i stedet for kirurgi. Det ville være dejligt, hvis vi bare kunne injicere noget—sige en cocktail af vækstfaktorer—der faktisk ville fortælle dine celler, hvordan man lægger en god matrice for i sidste ende at producere scarless healing.”