Naprawa nerwów za pomocą polimerów hydrofilowych do promowania natychmiastowej fuzji odciętych aksonów i szybkiego powrotu funkcji

Nasze własne przedkliniczne badania na zwierzętach zostały zaprojektowane z myślą o wykorzystaniu PEG. Wykorzystaliśmy fuzogenne właściwości PEG, co pozwoliło nam zademonstrować szybką i zdecydowaną regenerację elektrofizjologiczną zmiażdżonych lub całkowicie przeciętych nerwów kulszowych w powszechnie akceptowanym ssaczym modelu uszkodzenia nerwów obwodowych (Bittner i in., JSR 2012).

Ostatnio zmodyfikowaliśmy wcześniej opublikowane techniki ssaków. Naszym celem było wyeliminowanie rozwiązań laboratoryjnych, które nie zostały dopuszczone do stosowania u ludzi i zastąpienie ich łatwo dostępnymi odczynnikami powszechnie stosowanymi w zastosowaniach klinicznych. PEG jest dostępny w handlu w wielu preparatach cząsteczkowych i naszych wcześniejszych doświadczeniach z PEG o masie cząsteczkowej 2 kD. Niestety, ta masa cząsteczkowa nie została zatwierdzona przez Food and Drug Administration (FDA) do stosowania u ludzi. W naszych nowszych badaniach przedklinicznych wykazaliśmy, że PEG 3,35 kD, główny składnik powszechnie stosowanego środka przeczyszczającego znanego jako MiraLAX® (MERCK; Whitehouse Station, NJ), w rzeczywistości generuje lepszą fuzję niż PEG 2KD w modelu przeciętego nerwu. Zatem badanie kliniczne, które stanowi podstawę tej propozycji, opracowano z zatwierdzonym przez FDA PEG 3,35 kD i tymi dwoma pozostałymi roztworami zatwierdzonymi przez FDA.

Dodatkowe badania w naszym złożonym modelu uszkodzenia nerwu wykazały również, że naprawa nie musi być wykonywana natychmiast po uszkodzeniu nerwu. Naprawę epineuralną za pomocą leczenia PEG 3,35 kD można przeprowadzić do 24 godzin po urazie, a pooperacyjne CAP uzyskuje się u wszystkich zwierząt traktowanych PEG 3,35 kD (n=3, dane nie pokazane). Niezwykłym odkryciem jest to, że w 24-godzinnym modelu urazu PEG znacznie poprawia wyniki behawioralne mierzone 72 godziny po operacji.

Na podstawie opublikowanych raportów i naszych własnych badań in vivo wykazaliśmy, że naprawa oparta na PEG może natychmiast przywrócić CAP i znacznie poprawić regenerację funkcjonalną po urazie. Te przedkliniczne odkrycia sugerują, że możemy zaoferować nową terapię do przetestowania u ludzi, którzy doświadczyli całkowitego przecięcia nerwu obwodowego. Ryzyko pacjenta jest zminimalizowane, ponieważ zoptymalizowaliśmy technikę fuzji wspomaganą PEG, aby wykorzystać powszechnie stosowane leki, roztwory i elektrolity zatwierdzone przez FDA w celu rozszerzenia standardowych technik neurorafii. Protokół doświadczalny obejmuje 100% uszkodzenie przecięcia nerwu obwodowego, po którym następuje standardowa neurorafia. Naprawę następnie delikatnie przepłukuje się PEG przez dwie minuty i sterylną wodą w standardowy sposób stosuje się do wypłukania PEG.

Najbardziej prawdopodobne scenariusze, które wyjaśniają szybkie przywrócenie złożonego potencjału czynnościowego (CAP), to szybkie przywrócenie przepływu cytoplazmatycznego w nerwach, szybka zdolność błon do depolaryzacji i prawdopodobnie zapobieganie zwyrodnieniu Wallera.