Als u ooit een peesletsel heeft gehad, weet u hoe slopend dat kan zijn en hoe lang het duurt om te genezen. In feite, hoewel u misschien uiteindelijk terug gegaan naar uw gebruikelijke fysieke activiteit, de blessure plaats is waarschijnlijk nog steeds zwak. “Zodra een pees is gewond, het bijna nooit volledig herstelt,” zegt Nelly Andarawis-Puri, Mechanical and Aerospace Engineering. “Je bent waarschijnlijk meer vatbaar voor letsel voor altijd. Pezen zijn zeer zachte weefsels die regelmatig zeer grote krachten overbrengen om ons in staat te stellen basisbeweging te bereiken. Ze steken in stijf bot, wat een enorme eigenschap mismatch is. Die interface is erg complex.”

Andarawis-Puri onderzoekt peesletsels in een poging om te begrijpen hoe slijtage zich ontwikkelt in de pees en hoe de schade met succes kan worden genezen. “Het is een heel reëel probleem. Dertig procent van alle mensen zal een peesletsel hebben, en het risico is hoger bij vrouwen, ” zegt ze.

pezen zijn gevoelig voor verwondingen veroorzaakt door overmatig gebruik. Atleten, fabrieksarbeiders, militair personeel, en anderen die zich bezighouden met repetitieve beweging zijn op groter risico van het ervaren van een gescheurde of gescheurde pees. “Elke biologische poging je pees vertoont om te proberen om deze geïnduceerde schade te herstellen is ver overtroffen door uw vermogen om verdere schade te accumuleren,” Andarawis-Puri legt uit. “Als je je pees verwonden, je gaat meer en meer letsel ophopen voordat een soort van reparatie gebeurt, dat is hoe je uiteindelijk eindigen met een breuk.”

Fysiotherapie

met financiering van de National Institutes of Health voeren Andarawis-Puri en haar lab een aantal projecten uit die de mechanismen onderzoeken achter peesschade en-genezing. In één onderzoekslijn gebruiken ze diermodellen om de rol te begrijpen die wordt gespeeld in healing door loading, wat representatief is voor fysiotherapie (PT). PT wordt vaak voorgeschreven als een klinische behandeling voor peesletsels, maar het kan soms helpen bij het helen, terwijl op andere momenten het de beschadigde pees aan een verhoogd risico van verder letsel kan onderwerpen. Onlangs deden Andarawis-Puri en haar collega ‘ s een belangrijke ontdekking: de timing van het begin van de fysieke oefening is cruciaal voor de vraag of het letsel heelt of erger wordt. “Als je een dag na het begin van de verwonding begint te oefenen, vererger je het verder”, zegt ze. “Je krijgt verdere degeneratie. Maar als je twee weken na het letsel met de oefening begint, krijg je herstel van de schade.”

pezen zijn een band van vezelmateriaal dat voornamelijk bestaat uit collageen, dat een hiërarchische extracellulaire matrix (ECM) vormt die structurele en biochemische ondersteuning biedt aan cellen. Als pezen gewond raken, verandert hun structuur. In plaats van rechte lijnen, wordt hun collageen geknikt. “We hebben ontdekt dat je uiteindelijk met veel meer van deze kniks als je begint te oefenen een dag na een blessure,” Andarawis-Puri zegt. “Er zijn veel andere veranderingen in het weefsel ook. Er zijn bepaalde eiwitten die wijzen op tendinopathie—de ziektetoestand die het gevolg is van accumulatie van subruptuurschade-die ook worden verhoogd. Aan de andere kant, veel van de eiwitten worden gemoduleerd terug naar naïeve niveaus wanneer u begint te oefenen twee weken later. Dit vertelt ons dat iets over hoe de ECM regelt de cellen die leven binnen het verschilt een dag na de verwonding versus twee weken na.”

” Als u uw pees verwond, zult u meer en meer letsel ophopen voordat er enige vorm van reparatie plaatsvindt, waardoor u uiteindelijk een breuk krijgt.”

waarom goede of slechte resultaten zijn gekoppeld aan de timing van het begin van de oefening is nog onbekend, maar Andarawis-Puri weet wel dat oefening die twee weken na de verwonding is begonnen, de celdood in het ECM vermindert en de populatie myofibroblasten doet toenemen, een celtype waarvan bekend is dat het helpt bij wondgenezing. “Myofibroblasten kunnen spanning toepassen op het ECM en dat trekt een wond samen en zorgt ervoor dat het dicht gaat”, zegt ze. “We hebben aangetoond dat er een toename van myofibroblasten in deze geheel andere context—als je remodellering van de pees van oefening. Dat verklaart wat er met onze kinks gebeurt. Het is mogelijk dat de myofibroblasten ze fysiek rechtzetten.”

Littekenloze genezing

In een andere onderzoekslijn onderzoekt het Andarawis-Puri Lab hoe de littekenloze genezing van pezen kan worden bevorderd. “Voor een weefsel dat zo’ n belangrijke rol speelt in het bestuur mechanica van het lichaam, littekens is een verschrikkelijk ding, ” Andarawis-Puri zegt. “Als het eenmaal getekend is, heeft het peesweefsel niet de mechanische eigenschappen die het ooit had. Het kan niet dezelfde soorten lasten dragen. De mismatch van eigenschappen tussen pezen en bot wordt echt een probleem omdat de pees niet meer de inheemse structuur heeft. Het is zeer gevoelig voor re-breuk.”

met behulp van een stam van inteeltmuismodel dat van nature regeneratieve vaardigheden vertoont, bekend als De Murphy Roths Large (MRL) muis, proberen de onderzoekers littekenloze genezing te begrijpen en te bevorderen bij gescheurde pezen. MRL muizen modellen zijn een mysterie. Wetenschappers weten niet waarom deze muizen modellen als volwassenen in staat zijn om bepaalde weefsels te regenereren die andere stammen van muizen modellen niet kunnen. Een hypothese is dat het genezingsvermogen is gebonden aan de systemische omgeving, dat wil zeggen, het hele lichaam speelt een rol in het proces. Andarawis-Puri en haar medewerkers hebben een tegenhypothese. Zij veronderstellen dat elk individueel weefsel met regeneratieve capaciteiten binnen het muismodel-met inbegrip van peesweefsel-de capaciteit heeft om ongeacht het systemische milieu te regenereren. Om dit te onderzoeken, hebben ze een reeks projecten geïnitieerd. In één daarvan hebben ze MRL-pezen in het lab om te zien hoe de pezen ontbrekende secties opvulden. “Ze vulden het collageen anders in dan pezen van een normale genezermuis,” zegt Andarawis-Puri. “Ze vulden meer volledig en meer uitgelijnd buiten elke systemische omgeving. Dat vertelt ons dat er een blauwdruk in het weefsel is die deze cellen vertelt hoe ze hun ECM moeten neerleggen en hoe ze op deze meer op één lijn liggende manier moeten genezen. Meer uitgelijnd betekent dat er geen litteken is.”

onderzoek naar meer manieren van herstel

in een ander project wisselen Andarawis-Puri en haar collega ‘ s gewonde pezen tussen gewone healer-en MRL-muismodellen om te zien hoe de pezen genezen wanneer ze zich in de verschillende systemische omgevingen bevinden. In nog een andere, zaaien zij cellen van de pezen van normale helermuizen modellen op gedecellulariseerde pezen van MRL muizen modellen om te zien of de peesmatrijs van de MRL pees de cellen van de normale heler kan herprogrammeren en hen ertoe aanzetten matrijs op een regeneratieve manier te leggen. Als Zo, kan dit een belangrijke stap aan het bevorderen van weefselengineering benaderingen voor mensen zijn.

” de vraag is, wanneer peesletsel optreedt, kunnen we dan een soort van effectief herstel bevorderen?”Zegt Andarawis-Puri. “Dat kan in combinatie met een operatie om de resultaten van de patiënt te verbeteren, of het kan in plaats van een operatie. Het zou geweldig zijn als we gewoon iets konden injecteren—laten we zeggen, een cocktail van groeifactoren—dat je cellen zou vertellen hoe ze een goede matrix moeten leggen om uiteindelijk littekenloze genezing te produceren.”