dacă ați avut vreodată o leziune a tendonului, știți cât de debilitantă poate fi și cât durează vindecarea. De fapt, deși este posibil să fi revenit în cele din urmă la activitatea fizică obișnuită, locul leziunii este probabil încă slab. „Odată ce un tendon este rănit, aproape niciodată nu se recuperează complet”, spune Nelly Andarawis-Puri, inginerie mecanică și aerospațială. „Probabil că ești mai predispus la rănire pentru totdeauna. Tendoanele sunt țesuturi foarte moi care transmit în mod regulat forțe foarte mari pentru a ne permite să realizăm mișcarea de bază. Se introduc în os rigid, ceea ce reprezintă o nepotrivire imensă a proprietății. Această interfață este foarte complexă.”

Andarawis-Puri studiază leziunile tendonului în încercarea de a înțelege cum se dezvoltă uzura în tendon și cum se vindecă cu succes daunele. „Este o problemă foarte reală. Treizeci la sută din toți oamenii vor avea o leziune a tendonului, iar riscul este mai mare la femei”, spune ea.

tendoanele sunt predispuse la leziuni cauzate de utilizarea excesivă. Sportivii, muncitorii din fabrică, personalul militar și alții care se angajează în mișcări repetitive prezintă un risc mai mare de a suferi un tendon rupt sau rupt. „Orice încercare biologică a tendonului dvs. de a încerca să repare această deteriorare indusă este mult depășită de capacitatea dvs. de a acumula daune suplimentare”, explică Andarawis-puri. „Pe măsură ce vă răniți tendonul, veți acumula din ce în ce mai multe leziuni înainte de orice fel de reparație, ceea ce este modul în care în cele din urmă ajungeți la o ruptură.”

Kinetoterapie

cu finanțare de la Institutele Naționale de sănătate, Andarawis-Puri și laboratorul ei desfășoară o serie de proiecte care investighează mecanismele din spatele deteriorării tendoanelor și vindecării. Într-o linie de cercetare, ei folosesc modele animale pentru a înțelege rolul jucat în vindecarea prin încărcare, care este reprezentativ pentru terapia fizică (PT). PT este adesea prescris ca tratament clinic pentru leziunile tendonului, dar uneori poate ajuta la vindecare, în timp ce alteori poate supune tendonul deteriorat unui risc crescut de rănire ulterioară. Recent, Andarawis-Puri și colegii ei au făcut o descoperire importantă: momentul începerii exercițiului fizic este crucial pentru a se vindeca sau a se agrava. „Dacă inițiați exercițiul la o zi după debutul rănirii, îl exacerbați în continuare”, spune ea. „Ai degenerare în continuare. Dar dacă începeți exercițiul la două săptămâni după rănire, veți obține repararea daunelor.”

tendoanele sunt o bandă de material fibros formată în principal din colagen, care formează o matrice extracelulară ierarhică (ECM) care oferă suport structural și biochimic celulelor. Când tendoanele sunt rănite, structura lor se schimbă. În loc de linii drepte, colagenul lor devine îndoit. „Am constatat că veți ajunge cu mult mai multe dintre aceste kinks dacă începeți să vă exercitați la o zi după accidentare”, spune Andarawis-puri. „Există și multe alte modificări ale țesutului. Există anumite proteine care indică tendinopatia—starea de boală care rezultă din acumularea de leziuni sub-ruptură—care sunt crescute și ele. Pe de altă parte, multe dintre proteine sunt modulate înapoi la niveluri naive atunci când începeți exercițiile fizice două săptămâni mai târziu. Acest lucru ne spune că ceva despre modul în care ECM reglează celulele care trăiesc în el diferă la o zi după leziune față de două săptămâni după.”

„pe măsură ce vă răniți tendonul, veți acumula din ce în ce mai multe leziuni înainte de orice fel de reparație, care este modul în care în cele din urmă veți ajunge la o ruptură.”

De ce rezultatele bune sau rele sunt legate de momentul începerii exercițiului este încă necunoscut, dar Andarawis-Puri știe că exercițiul început la două săptămâni după leziune scade moartea celulelor în ECM și crește populația de miofibroblaste, un tip de celule cunoscut pentru a ajuta la vindecarea rănilor. „Miofibroblastele pot aplica tensiune la ECM și care contractează o rană și o determină să se închidă”, spune ea. „Am arătat că există o creștere a miofibroblastelor în acest context complet diferit—atunci când aveți remodelarea tendonului de la exerciții fizice. Asta ar putea explica ce se întâmplă cu ciudățeniile noastre. Este posibil ca miofibroblastele să le îndrepte fizic.”

vindecarea fără cicatrice

într-o altă linie de cercetare, Laboratorul Andarawis-Puri investighează modul de promovare a vindecării fără cicatrice a tendoanelor. „Pentru un țesut care joacă un rol atât de important în mecanica guvernantă a corpului, cicatrizarea este un lucru oribil”, spune Andarawis-Puri. „Odată ce este cicatrizat, țesutul tendonului nu are proprietățile mecanice pe care le-a avut odată. Nu poate suporta aceleași tipuri de încărcături. Nepotrivirea proprietăților dintre tendoane și os devine într-adevăr o problemă, deoarece tendonul nu mai are structura nativă. Este foarte predispus la re-rupere.”folosind o tulpină de model de șoarece consangvinizat care prezintă în mod natural abilități regenerative cunoscute sub numele de șoarece Murphy Roths Large (MRL), cercetătorii încearcă să înțeleagă și să promoveze vindecarea fără cicatrice în tendoanele rupte. Modelele de șoareci MRL sunt un mister. Oamenii de știință nu știu de ce aceste modele de șoareci ca adulți sunt capabili să regenereze anumite țesuturi pe care alte tulpini de modele de șoareci nu le pot. O ipoteză este că capacitatea de vindecare este legată de mediul sistemic, adică întregul corp joacă un rol în proces. Andarawis-Puri și colaboratorii ei au o ipoteză contrară. Ei presupun că fiecare țesut individual cu abilități regenerative în cadrul modelului de șoarece—inclusiv țesutul tendonului—are capacitatea de a se regenera indiferent de mediul sistemic. Pentru a investiga acest lucru, au inițiat o serie de proiecte. Într-unul, au tendoane MRL cultivate de organe în laborator pentru a vedea cum tendoanele au umplut secțiunile lipsă. „Ei au umplut colagenul în mod diferit decât ar fi tendoanele de la o tulpină normală de șoarece vindecător”, spune Andarawis-Puri. „Au completat mai complet și mai aliniate în afara oricărui mediu sistemic. Asta ne spune că există un model în țesut care spune acestor celule cum să-și stabilească ECM-ul și cum să se vindece în acest mod mai aliniat. Mai aliniate înseamnă că nu există nici o cicatrice.”

investigând mai multe modalități de reparare

într-un alt proiect, Andarawis-Puri și colegii ei schimbă tendoanele rănite între modelele de șoareci vindecători obișnuiți și MRL pentru a vedea cum se vindecă tendoanele atunci când se află în diferite medii sistemice. Într-un alt, ele sunt însămânțarea celulelor din tendoanele modelelor normale de șoareci vindecători pe tendoanele decelularizate de la modelele de șoareci MRL pentru a vedea dacă matricea tendonului din tendonul MRL poate reprograma celulele de la vindecătorul normal și le poate determina să stabilească matricea într-o manieră regenerativă. Dacă da, acesta poate fi un pas cheie pentru Avansarea abordărilor de inginerie tisulară pentru oameni.

” întrebarea este, atunci când apar leziuni tendon, putem promova un fel de reparații eficiente?”Andarawis-Puri spune. „Acest lucru ar putea fi coroborat cu o intervenție chirurgicală pentru a îmbunătăți rezultatele pacientului sau ar putea fi în loc de intervenție chirurgicală. Ar fi minunat dacă am putea injecta ceva—să zicem, un cocktail de factori de creștere—care ar spune de fapt celulelor tale cum să stabilească o matrice bună pentru a produce în cele din urmă vindecare fără cicatrice.”