Riparazione dei nervi utilizzando polimeri idrofili per promuovere la fusione immediata di assoni recisi e il rapido ritorno della funzione

I nostri studi preclinici sugli animali sono stati progettati per sfruttare il PEG. Abbiamo utilizzato le proprietà fusogeniche del PEG e questo ci ha permesso di dimostrare un recupero elettrofisiologico rapido e decisivo dei nervi sciatici schiacciati o completamente recisi in un modello di mammifero comunemente accettato per lesione del nervo periferico (Bittner et al JSR 2012).

Recentemente, abbiamo modificato le tecniche dei mammiferi precedentemente pubblicate. Il nostro obiettivo era eliminare le soluzioni di laboratorio che non sono state approvate per l'uso nell'uomo e sostituirle con reagenti prontamente disponibili comunemente usati nelle applicazioni cliniche. Il PEG è disponibile in commercio in molte formulazioni molecolari e i nostri precedenti esperimenti con PEG avente un peso molecolare di 2 kD. Sfortunatamente, questo peso molecolare non è approvato dalla Food and Drug Administration (FDA) per l'uso umano. Nei nostri studi preclinici più recenti, abbiamo dimostrato che il PEG 3,35 kD, l'ingrediente principale del catartico comunemente usato noto come MiraLAX© (MERCK; Whitehouse Station, NJ), genera effettivamente una fusione superiore rispetto al PEG 2KD in un modello di nervo tagliato. Pertanto, la sperimentazione clinica che costituisce la base di questa proposta è stata sviluppata con il PEG da 3,35 kD approvato dalla FDA e queste altre due soluzioni approvate dalla FDA.

Ulteriori studi nel nostro modello complesso di lesione del nervo hanno anche dimostrato che la riparazione non deve essere eseguita immediatamente dopo la lesione del nervo. La riparazione epineurale con trattamento con PEG 3,35 kD può essere eseguita fino a 24 ore dopo la lesione e si ottengono CAP postoperatorie in tutti gli animali trattati con PEG 3,35 kD (n=3, dati non mostrati). La scoperta notevole è che nel modello di infortunio di 24 ore, il PEG migliora significativamente l'esito comportamentale misurato a 72 ore dopo l'intervento.

Sulla base dei rapporti pubblicati e dei nostri studi in vivo, dimostriamo che la riparazione basata su PEG può ripristinare immediatamente le CAP e migliorare significativamente il recupero funzionale dopo l'infortunio. Questi risultati preclinici suggeriscono che possiamo offrire una nuova terapia da testare negli esseri umani che hanno subito una resezione completa di un nervo periferico. Il rischio per il paziente è ridotto al minimo poiché abbiamo ottimizzato la tecnica di fusione facilitata del PEG per utilizzare farmaci, soluzioni ed elettroliti approvati dalla FDA di uso comune per aumentare le tecniche di neurorrafia standard. Il protocollo sperimentale prevede il 100% di lesione da transezione a un nervo periferico seguito da una neurorrafia standard. La riparazione viene quindi irrigata delicatamente con PEG per due minuti e viene utilizzata acqua sterile in modo standard per lavare via il PEG.

Gli scenari più probabili, che spiegano il rapido ripristino del potenziale d'azione composto (CAP), sono il rapido ripristino del flusso citoplasmatico all'interno dei nervi, la rapida capacità delle membrane di depolarizzarsi e possibilmente la prevenzione della degenerazione walleriana.