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Text File  |  1993-04-08  |  8KB  |  160 lines

  1.                                                                                 MEDICINE, Page 57Tackling Spinal Trauma
  2.  
  3.  
  4. After decades of hopelessness, researchers are developing drugs
  5. that limit spinal-cord damage, encourage nerve growth and might
  6. someday even reverse paralysis
  7.  
  8. By CHRISTINE GORMAN - With reporting by Hannah Bloch/New York,
  9. Sylvester Monroe/Los Angeles and Dick Thompson/Washington
  10.  
  11.  
  12.     It was not a crunch or a moan but a horrified hush
  13. spreading through the crowd that signaled the ghastly instant.
  14. On the Astroturf at Giants stadium, Jets defensive lineman
  15. Dennis Byrd lay motionless, unable to move his hands or legs.
  16. With all the power of his 266 lbs. of hurtling flesh, Byrd had
  17. unintentionally rammed his helmeted head into the chest of his
  18. 275-lb. teammate Scott Mersereau. The impact crumpled a
  19. vertebra in Byrd's neck, crushing part of the underlying spinal
  20. cord as well as plunging dagger-like slivers of bone into the
  21. soft, vital nerve tissue.
  22.  
  23.     Byrd faces the possibility of permanent paralysis from the
  24. chest down. But thanks to recent developments in treating spine
  25. injuries, he has a far better chance of retaining some control
  26. of his body than he would have if the accident had occurred two
  27. or three years ago. Within hours of his injury, the football
  28. player received two new treatments -- one of them not yet
  29. approved in the U.S. -- that could help limit the damage.
  30. Although the drugs cannot cure paralysis, they may conserve
  31. enough nerve function to make the difference between
  32. confinement to a wheelchair and being able to walk with braces
  33. and crutches.
  34.  
  35.     Spinal-cord injuries, which afflict 10,000 Americans each
  36. year, were until recently considered untreatable. But
  37. researchers have begun to unlock the secrets of nerve growth
  38. and regeneration, and are even talking, in very cautious tones,
  39. about the possibility of reversing paralysis. "There are potent
  40. new tools that could change the extreme statements often made by
  41. physicians, such as `You'll never walk again,' " says Dr.
  42. Richard Bunge, scientific director of the Miami Project to Cure
  43. Paralysis. "That may all change -- maybe not within this
  44. decade, but certainly within the next."
  45.  
  46.     The first breakthrough occurred when neurologists realized
  47. that damage to the spinal cord continues to progress for about
  48. 48 hours after the initial accident. As the first nerve cells
  49. die, they release toxins that attack neighboring cells that have
  50. managed to survive. Some of these toxins are renegade oxygen
  51. molecules, called free radicals, that eat through cell
  52. membranes. The ensuing flood of biochemicals destroys even
  53. more nerve cells. The devastation spreads from the gray matter
  54. at the center of the cord to the white matter that surrounds
  55. it. Ironically, the body's response to injury only makes
  56. matters worse. The inflammation of injured tissue chokes off
  57. vital blood flow, destroying an even greater number of nerve
  58. cells.
  59.  
  60.     If this cascade of events could be interrupted, researchers
  61. reasoned, then further paralysis might be prevented. In 1990
  62. Michael Bracken of Yale University and his colleagues showed
  63. that large doses of an inexpensive steroid, methylprednisolone,
  64. could do the job. Apparently, the drug attaches itself to the
  65. oxygen free radicals, preventing them from attacking vulnerable
  66. tissue. Bracken's study showed that if administered within eight
  67. hours of the accident, methylprednisolone could cut the amount
  68. of secondary damage in half, sometimes making the difference
  69. between the patient's being able to walk and not.
  70.  
  71.     The drug, which was quickly administered to Byrd, has
  72. become a standard treatment for spinal-cord injuries in the
  73. U.S., and health authorities are studying proposals that would
  74. allow paramedics to inject the steroid at the scene of an
  75. accident. Just as important, says Bracken, methylprednisolone
  76. has erased the notion that these injuries are hopeless: "It's
  77. opened the door to many other studies that may lead to better
  78. recovery." Several groups are testing substances that provide
  79. the benefits of methylprednisolone without the side effects,
  80. which include depressing the immune system.
  81.  
  82.     Byrd's doctors are also treating the athlete with a
  83. ganglioside known as GM-1, which is a molecule that occurs
  84. naturally in cell membranes and seems to help nerve cells
  85. communicate. Manufactured by an Italian pharmaceutical company,
  86. the experimental drug is currently undergoing clinical trials in
  87. the U.S. In a small study completed last year, researchers from
  88. the Maryland Institute for Emergency Medical Services gave the
  89. drug to 34 patients for four weeks after their injury. One year
  90. later, seven had improved markedly. The treatment apparently
  91. prevented further damage to the white matter in the cord and
  92. perhaps may have stimulated nerve repair.
  93.  
  94.     There may even be hope for the estimated 200,000 Americans
  95. paralyzed by old injuries. By studying how nerve cells grow
  96. during embryonic development, scientists believe that they will
  97. one day learn to overcome the spinal cord's stubborn
  98. unwillingness to repair even a 1-cm gap in its length (a gap
  99. that is nonetheless large enough to paralyze function). Several
  100. biotechnology firms have cloned specific chemicals that
  101. regulate nerve growth, though none are ready for clinical use.
  102.  
  103.     One of the most promising areas of research involves
  104. proteins that actually inhibit nerve growth. These are present
  105. in the central nervous systems of mammals but not in fish or
  106. salamanders, which are capable of regenerating damaged spinal
  107. cords. By blocking these inhibitory proteins with antibodies,
  108. Martin Schwab, of the University of Zurich's Institute for
  109. Brain Research, has discovered that he can regrow severed nerves
  110. in rats. The results are even better when the animals also
  111. receive nerve growth factors. "The question," says Schwab, "is
  112. whether the restored nerves are functionally meaning ful" -- a
  113. matter he is studying.
  114.  
  115.     Researchers elsewhere are zeroing in on ways to bridge gaps
  116. in nerve tissue. They have succeeded in doing this in rats with
  117. grafts of Schwann cells, specialized cells that manufacture
  118. nerve growth factors. They serve as a bridge for the remaining
  119. nerve cells to cross over and re-establish contact. Other
  120. researchers are using fetal tissue for this purpose. Paul Reier
  121. of the University of Florida in Gainesville has achieved
  122. dramatic results by injecting a soup of fetal nerve cells into
  123. the damaged spines of cats. Felines that couldn't walk at all
  124. before surgery regained a limited ability to walk. Rejection,
  125. says Reier, remains the biggest hurdle.
  126.  
  127.     At the University of Alabama, cellular biologist Eldon
  128. Geisert is studying how to break through the scar tissue that
  129. forms around a spinal wound. Nerve cells will grow up to a scar
  130. but cannot penetrate it. The barrier is impermeable, Geisert
  131. discovered, because specialized molecules in the tissue act
  132. like Velcro to link the scar cells tightly together. By
  133. manufacturing antibodies that loosen these bonds, Geisert
  134. believes he can dislodge the scar tissue, clearing the way for
  135. severed nerves to re-establish contact.
  136.  
  137.     Although they will probably never make a broken spinal cord
  138. as good as new, researchers are encouraged that they have
  139. progressed so quickly. "Now you can tell somebody to their face
  140. that there are active research programs that are addressing
  141. their problem," says San Diego neurosurgeon Fred Gage. That --
  142. along with the remarkable new treatments administered -- will be
  143. Dennis Byrd's best hope.
  144.  
  145.  
  146.  
  147.  
  148.  
  149.  
  150.  
  151.  
  152.  
  153.  
  154.  
  155.  
  156.  
  157.  
  158.  
  159.  
  160.