Uutta apua halvauksiin

2,5 miljoonaa ihmistä on menettänyt kyvyn liikuttaa käsiään tai jalkojaan selkäydinvamman takia. Toisin kuin muut kehon osat selkäydin ei parane itsestään, ja hoitoa on etsitty turhaan vuosikymmeniä. Nyt kuitenkin muun muassa kantasoluilla autetaan halvaantuneita liikkumaan.

Greg Iger

Maaliskuussa 2016 yhdysvaltalaiset Rodney ja Annette Boesen joutuivat tilanteeseen, jota vanhemmat usein pelkäävät. Heidän 20-vuotias poikansa Kris oli loukkaantunut liikenneonnettomuudessa.

Selkäydinvamman vuoksi Kris oli halvaantunut kaulasta alaspäin, ja respiraattori piti yllä hänen hengitystään. Hän pystyi kuitenkin liikuttamaan toista kättään.

Lääkärit olivat kaikesta huolimatta toiveikkaita. Krisin oli mahdollista osallistua tutkimukseen, jossa testattiin uutta hoitomenetelmää. Kuukauden aikana hänen vahingoittuneeseen selkäytimeensä ruiskutettiin kymmenen miljoonaa kantasolua.

Menetelmä teki ihmeitä. Kolme kuukautta myöhemmin Kris kykeni käyttämään kumpaakin kättään: kirjoittamaan nimensä, syömään itse, näpelöimään puhelintaan, ohjaamaan sähköpyörätuolia ja halaamaan.

Kris Boesen ei ole suinkaan ainoa onnettomuuden uhri, joka on vammauduttuaan kokenut suuren elämänmuutoksen.

Pelkästään Yhdysvalloissa saa selkäydinvamman noin 17 500 ihmistä vuodessa, ja kaikkiaan maailmassa on 2,5 miljoonaa selkäydinvammaista.

Monet ovat halvaantuneet laajasti ja menettäneet tuntonsa, virtsarakkonsa ja suolensa hallinnan ja seksikykynsä.

Vaikka tehokasta selkä­ydinvammojen hoitokeinoa on etsitty satoja vuosia, ei ole päästy puusta pitkään.

Vasta viime aikoina tiede on voinut kertoa menestystarinoita.

Koskaan aikaisemmin ei ole ollut käynnissä yhtä paljon potilaskokeita – joissa muun muassa siirretään soluja muista kehonosista ja istutetaan elektrodeja. Tutkimus antaa monille potilaille toiveita paranemisesta.

Selkäydin yhdistää aivot vartaloon

Selkäytimelle antavat suojaa selkärangan 24 nikamaa, jotka muodostavat kolme kehon säätelyaluetta. Mitä ylemmäksi vamma sijoittuu, sitä enemmän hermoyhteyksiä katkeaa – ja sitä laajemmin vartalo halvaantuu.

  • 7 kaulanikamaa

    Kaularangan hermot välittävät muun muassa käsien, käsivarsien ja hartioiden alueen sähköimpulsseja. Se hermottaa myös palleaa, joka on kehon keskeinen sisäänhengityslihas.

  • 12 rintanikamaa

    Rintarangan hermot kuljettavat muun muassa mahalihasten ja rintakehän lihasten toimintaa sääteleviä viestejä.

  • 5 lannenikamaa

    Lannerangan hermoissa kulkevat signaalit ohjaavat lantion, jalkojen, sukupuolielinten, suolen ja virtsarakon toimintaa.

Keho vahingoittaa itseään

Kris Boesenin tarina alkoi 6. maaliskuuta 2016, jolloin 20-vuotias mies menetti autonsa hallinnan sillä seurauksella, että auto osui ensin puuhun ja iskeytyi sitten puhelinpylvästä vasten.

Kris joutui puristuksiin, ja hänen kaularankansa murtui aiheuttaen selkäytimen vaurioitumisen.

Kaikilla vakavan selkä­ydinvamman saaneilla kudosvaurio käynnistää biologisen ketjureaktion. Siihen kuuluvista kehon prosesseista riippuu, kuinka potilaalle käy.

Ensimmäisten 48 tunnin eli akuutin vaiheen aikana kuolee paljon soluja turvotuksen, verenvuodon ja paikallisen hapenpuutteen takia.

Lisäksi immuunijärjestelmä saa aikaan tulehdustilan, jonka tarkoituksena on antaa elimistölle suojaa bakteereja vastaan ja hävittää lukuisat kuolleet solut. Tulehdus tarkoittaa kuitenkin myös sitä, että jatkuvasti lisää hermosoluja kuolee.

Yksi akuutissa vaiheessa massoittain tuhoutuva solutyyppi on oligodendrosyytit, jotka tuottavat myeliinituppia. Nämä ovat hermosolujen viejähaarakkeita eli hermosyitä ympäröiviä eristeitä.

Ilman eristävää kerrosta hermosolut eivät pysty viestimään käsien, jalkojen ja sisäelinten kanssa.

Akuutin vaiheen jälkeen toisella solutyypillä, astrosyyteillä, on ratkaiseva merkitys.

Ne alkavat jakautua nopeasti ja arpeuttavat selkäytimen. Arpeutuminen onkin ilmeisesti pääsyitä siihen, että keho ei pysty itse korjaamaan selkäydinvauriota.

Siirretyt solut nostivat halvaantuneen taas jaloilleen

Vuonna 2010 tuolloin 36-vuotias puolalainen palomies Darek Fidyka joutui pahoinpitelyn kohteeksi. Puukottaja iski häntä 18 kertaa, ja hänen selkäytimensä vahingoittui.

Carla van de Puttelaar

Lantiosta alaspäin halvaantunut Fidyka uskoi liikkuvansa elämänsä loppuun saakka pyörätuolilla, mutta maailman ensimmäinen solunsiirto nenästä selkäytimeen teki mahdolliseksi kävelytelineen käyttämisen.

Carla van de Puttelaar

Soluja nenästä

Sieraimen takana sijaitseva hajukäämi välittää viestejä nenästä aivoihin. Se on ainoa paikka kehossa, jossa aikuisilla syntyy uusia hermosoluja.

Claus Lunau

Solujen viljely

Darek Fidykan toinen hajukäämi poistettiin. Siitä otettiin talteen OEC-hermotukisoluja (olfactory ensheathing cells), joiden annettiin sitten lisääntyä soluviljelmässä. OEC:t edistävät hermosolujen kasvua.

Claus Lunau

Solujen ruiskutus

Kirurgit katkaisivat Darek Fidykan selkäytimen arpeutuneen vauriokohdan vierestä. Päihin ruiskutettiin soluja satana mikroinjektiona.

Claus Lunau

Hermoja nilkasta

Fidykan nilkasta otettiin neljä hermosyytä. Ne kiinnitettiin selkäytimen päihin yhdyssiteiksi. Hermosyyt toimivat hermosolujen yhteenkasvua tukevana siltana.

Claus Lunau

VIDEO – Katso, miten Darek Fidyka kävelee ja pyöräilee uraauurtavan solunsiirron jälkeen:

Arpeutuminen on kuitenkin vain yksi monista rajoittavista tekijöistä. Kun sikiö kehittyy, hermosolut lihaksiin yhdistävät viejähaarakkeet pitenevät sitä mukaa kuin keho kasvaa.

Aikuisen hermostossa viejähaarakkeiden kasvua estävät tietyt proteiinit. Nämä varmistavat osaltaan, että viejähaarakkeet eivät kasva epätarkoituksenmukaisesti, mutta vahingoittuneessa selkäytimessä samaiset proteiinit estävät hermoratoja kasvamasta vauriokohdan ylitse.

Hoito voi aiheuttaa syövän

Kun Kris Boesen vietiin heti loukkaantumisensa jälkeen maaliskuussa 2016 Etelä-Kalifornian yliopiston alaiseen Keckin sairaalaan, hänestä tuli siinä samassa koekaniini.

Krisillä ei ollut mitään sitä vastaan, että hänen selkäytimeensä ruiskutetaan kymmenen miljoonaa kantasolua, jotka voivat kehittyä useiksi eri elimistön solutyypeiksi.

Menetelmää oli tuolloin testattu eläimillä ja pienehköinä annoksina ihmisillä.

Kris Boesen oli ensimmäinen henkilö, joka sai niin paljon soluja kuin tutkijat pitivät tarpeellisena halvaantuneiden hoidossa. Koska annos oli suuri, sillä saattoi olla arvaamattomia sivuvaikutuksia.

Krisille ja hänen vanhemmilleen kerrottiin menetelmään liittyvistä riskeistä, kuten syöpävaarasta ja liikkuvaa kättä uhkaavasta halvauksesta.

Tutkimusryhmän kirurgi Charles Liu teki solunsiirron kuukauden kuluttua Krisin loukkaantumisesta. Etelä-Kalifornian yliopistossa hermovaurioiden korjaamista tutkivaa keskusta johtava Liu ruiskutti yhdessä hoitotiimin kanssa kymmenen miljoonaa kantasolua Krisin kaularangan sisään.

Krisille siirretyt AST-OPC1-nimiset kantasolut ovat niiden solujen esiasteita, jotka tuottavat hermosoluille eristävän myeliinitupen.

AST-OPC1-kantasolut perustuvat alkion kantasoluihin, jotka ovat hedelmöityneen munasolun ensimmäisiä soluja ja jotka voivat kehittyä miksi tahansa kehon soluiksi.

Toiveena oli, että siirretyt solut asettuvat Krisin selkäytimen kudokseen ja kehittyvät siellä niiksi soluiksi, jotka tukevat ja suojelevat hermosoluja.

Eri puolilta kehoa saatavat solut auttavat

Solunsiirroista voi tulla hoito 2,5 miljoonalle selkäydinvamman halvaannuttamalle potilaalle. Useilla eri solutyypeillä tehdään jo täyttä häkää tutkimusta.

Oligodendrosyytti-kantasolut (AST-OPC1) hedelmöityneestä munasolusta rakentavat hermosolujen viejähaarakkeiden ympärille myeliinituppia, jotka ovat välttämättömiä lihasviestinnälle. Hoito on parantanut 17 potilaan liikuntakykyä.

Hermokantasolut keskushermostosta pystyvät kehittymään useaksi eri solutyypiksi. Ne voivat estää tulehdusta, korvata menetettyjä soluja ja edistää hermojen uusiutumista.

Schwannin solut luovat normaalisti eristäviä myeliinituppia keskushermoston ulkopuolella, mutta tutkimusten mukaan ne pystyvät tuottamaan
myeliiniä myös selkäytimessä.

Mesenkymaaliset kantasolut sidekudoksesta suojelevat hermosoluja, tuottavat kasvua edistäviä aineita, vaimentavat tulehdusta ja ehkä myös estävät arpeutumista. Potilaskokeita tehdään.

OEC-hermotukisolut hajukäämistä edistävät hermosolujen kasvua ja muodostavat kimppuja, joita pitkin ne voivat kasvaa. Darek Fidykalla tuntoaisti ja liikkeiden hallinta palautuivat osittain solunsiirron jälkeen. Useita tutkimuksia on käynnissä.

AST-OPC1-kantasoluilla tehtyjen eläinkokeiden tulokset olivat olleet lupaavia – eivätkä vähiten solutyypin selkäydinvaurion korjautumiselle merkityksellisten kolmen perusominaisuuden vuoksi.

Ensinnäkin AST-OPC1 voi erittää niin sanottuja neurotrofisia tekijöitä, jotka tukevat hermosolujen kasvua.

Toiseksi AST-OPC1 pystyy edistämään verisuonien muodostumista. Kolmanneksi AST-OPC1 kykenee uudistamaan eristäviä myeliinituppia.

Kaikki kolme ominaisuutta parantavat hermosolujen selviytymis- ja toimintamahdollisuuksia ja auttavat vaurioitunutta selkäydintä korvaamaan katkenneita yhteyksiä aivoihin.

Uudet solut lunastivat paikkansa

Kris Boesenia alettiin kantasolusiirron jälkeen kuntouttaa harjoitusohjelmalla. Jo kahdessa viikossa tapahtui huomattavaa edistystä.

Kolmen kuukauden jälkeen Kris hallitsi jo melko hyvin ylävartaloaan ja pystyi käyttämään käsiään aina sormia myöten.

Ennen hoitoa Kris oli täysin riippuvainen muiden avusta tavallisissa arkiaskareissa. Kun solunsiirrosta oli kulunut vajaat neljä kuukautta, hän kykeni syömään ja pesemään hampaansa itse, nostelemaan painoja ja kirjoittamaan nimensä.

Vuositarkastuksessa kirurgi Charles Liu ja hänen tutkijatoverinsa totesivat magneettikuvista, että siirretyt solut olivat lomittuneet selkäytimeen ja muodostaneet uutta kudosta vauriokohtaan – ilman haittoja.

Kymmenen miljoonaa AST-OPC1-kantasolua saaneita koehenkilöitä oli kaiken kaikkiaan kuusi. 12 kuukauden seurantajakson aikana jokaisella heistä halvaus­oireet lievittyivät huomattavasti.

Seuraavassa tutkimusvaiheessa annettavien kantasolujen ja koehenkilöiden määrä kaksinkertaistettiin: 12 selkäydinvammaista sai kukin 20 miljoonaa kantasolua. Tulos oli jälleen erinomainen, sillä vuodessa kaikkien liikuntakyky parani yhtä lukuun ottamatta.

Kuorma-auton kanssa kolaroineen käsi liikkuu taas

45-vuotias yhdysvaltalainen Bill Kochevar ei reagoinut polkupyöränsä selässä tarpeeksi nopeasti edellä ajaneen kuorma-auton äkkijarrutukseen.

Case Western Reserve University/Cleveland FES Center

Törmätessään sen perään hän sai selkäydinvamman, joka aiheutti neliraajahalvauksen. Vuonna 2017 Kochevar alkoi ensimmäisenä maailmassa käyttää neuroproteesia, jonka ansiosta hän voi muun muassa syödä omin avuin.

Case Western Reserve University/Cleveland FES Center

Elektrodien istutus aivoihin

Kochevarin aivojen siihen osaan, joka ennen vammautumista ohjasi hänen oikeaa kättään, kiinnitettiin kaksi elektrodiriviä. Elektrodit on yhdistetty johdoilla tieto­koneeseen, joka rekisteröi aivojen signaalit.

Claus Lunau

Virtuaalikäden käyttö

Neljän kuukauden ajan Kochevar opetteli liikuttamaan virtuaalikättä vain ajatuksen voimalla. Tavoitteena oli opettaa tietokoneelle, mitkä aivojen signaalit ovat avainasemassa erilaisten liikesarjojen suorittamisessa.

Claus Lunau

Lihasten kuntoutus

Kochevarin kyynär- ja olkavarteen sijoitettiin 36 lihaksia ärsyttävää elektrodia. 18 viikkoa kestäneen stimulaation tarkoituksena oli voimistaa lihaksia.

Claus Lunau

Käden nosto ajatuksen voimalla

Käden elektrodit liitettiin tietokoneeseen, joka on yhteydessä aivojen elektrodeihin.

Claus Lunau

Kun Kochevar ajattelee liikkeen suorittamista, tietokone tulkitsee aivojen signaalit ja lähettää toimintakäskyn selkäytimen ohi käsilihasten elektrodeihin. Käden lihaksisto toimii vastaanottamansa komennon mukaan eli suorittaa Kochevarin suunnitteleman liikkeen.

Claus Lunau

Lääke yhdistää hermot uudestaan

Kris Boesenin menestystarina ja AST-OPC1-kokeet kertovat vain yhden puolen asiasta. Kehitteillä on muitakin selkäydinvammojen hoitomenetelmiä. Tutkimustuloksia pidetään lupaavina, ja potilaskokeita tehdään jo.

Yksi kehityssuunta ovat lääkkeet, jotka estävät tai hillitsevät elimistön selkäydinvaurion yhteydessä käynnistämiä haitallisia prosesseja. Tavoitteena on ehkäistä laajoja kudostuhoja ja suojella niitä soluja, jotka selviytyvät kriittisen vaiheen yli.

Suuret odotukset kohdistuvat muun muassa minosykliini-nimiseen antibioottiin, joka pystyy läpäisemään selkäydintä ja aivoja ympäröivän esteen.

Minosykliini esimerkiksi vaimentaa tulehdusta ja ehkäisee solukuolemia, ja se on sekä eläin- että ensimmäisissä potilaskokeissa osoittautunut varmaksi keinoksi parantaa äkillisen selkä­ydinvamman saaneiden toimintakykyä.

Toinen hoitotapa tähtää vaurioituneen kudoksen ja katkenneiden yhteyksien korjaamiseen esimerkiksi aktivoimalla kehon omia uudistumismekanismeja ja manipuloimalla niitä tekijöitä, jotka estävät hermosoluja uusiutumasta.

Moottorikäyttöiset ulkoiset tukirangat saavat halvaantuneet taas jaloilleen, mutta niistä on muutakin hyötyä.

Robottiranka herättää hermot

Viime vuosina on suunniteltu monen­laisia päälle puettavia tukirankoja, jotka auttavat mekaanisesti halvaantunutta seisomaan tai kävelemään.

Tuoreimman tiedon mukaan nämä niin sanotut eksoskeletonit voivat tukea potilaan kuntoutumista muutenkin.

Vuonna 2016 kävi ilmi, että osalla eksoskeletonin käyttöä 12 kuukautta harjoitelleista hyödyt eivät jääneet vain avuntarpeen vähenemiseen.

Kahdeksalla kuntoutettavalla apuväline paitsi lisäsi omatoimisuutta myös paransi tuntoa ja virtsa­rakon ja suolen toimintaa.

Selitykseksi arvellaan sitä, että harjoittelu aktivoi viallisessa selkä­ytimessä säilyneitä hermoyhteyksiä. Ulkoisen tukirangan vaikutuksia selvitetään jo useassa eri hankkeessa.

Tutkimuskohteita ovat muun muassa verenkierto­elimistön kunto, luuntiheys, lihasmassa, kävelynopeus ja selkäytimen uusiutuminen.

Viimeaikainen sähköstimulaation tutkimus herättää toiveita uudesta selkäydinvammojen hoitomenetelmästä.

Monet pyörätuolipotilaat ovat hyötyneet tällaisesta hoidosta ja päässeet taas jaloilleen – ilman selkäytimen ja aivojen välistä viestintää.

Nykyään 24-vuotiaan Kris Boesenin elämässä on tapahtunut paljon keväällä 2016 tapahtuneen loukkaantumisen jälkeen.

”Olin vain olemassa. En elänyt elämääni”, Kris toteaa puhuessaan ajasta, jolloin halvaantuminen oli vielä tuore asia.

Solunsiirron ansiosta Krisin elämänlaatu on parantunut paljon. Hän ei ole kuitenkaan lakannut haaveilemasta normaalin liikuntakykynsä palautumisesta.

Kris uskoo vielä jonakin päivänä kävelevänsä, sillä hän on jo tuntenut jaloissaan pientä vipinää. Lääketieteellinen läpimurto saattaa siis olla lähellä.

Lue myös:

Lääketieteellinen tekniikka

Jäähdytys pelasti jalkapalloilijan halvaantumiselta

1 minuuttia
Syöpä avaruudessa
Syöpä

Nasa kävi taisteluun syöpää vastaan

0 minuuttia
Syöpä

Kulta paljastaa syövän

2 minuuttia
Suosituimmat

Kirjaudu sisään

Virhe: Tarkista sähköpostiosoite
Salasana vaaditaan
NäytäPiilota

Oletko jo tilaaja? Oletko jo lehden tilaaja? Napsauta tästä

Uusi käyttäjä? Näin saat käyttöoikeuden!