211service.com
Sirds plākstera izveide
Inženierizētiem sirds audiem ir nepieciešama pastāvīga skābekļa un barības vielu piegāde, lai tie izdzīvotu pēc transplantācijas uz sirdi. Cenšoties risināt šo problēmu, pētnieki no Negevas Ben-Guriona universitātes, Telavivas universitātes un Sorokas Universitātes Medicīnas centra Izraēlā ir izstrādājuši metodi, kas izmanto ķermeni kā bioreaktoru, lai izveidotu funkcionējošus asinsvadus bioinženierizētā sirds sistēmā. ielāps. Rezultāti, kas publicēti šonedēļ Proceedings of the National Academy of Sciences , ir būtisks solis ceļā uz bioinženierijas materiāla radīšanu, kas spēj atjaunot bojātos sirds audus.
Dziedinošā sirds: Nedēļu pēc implantēšanas žurkas vēderā šie mākslīgie sirds audi (purpursarkanā krāsā) ir infiltrēti ar funkcionāliem asinsvadiem (dobiem ovāliem), kas satur sarkanās asins šūnas (sarkanie diski).
Vairākas laboratorijas visā pasaulē ir strādājušas pie veidiem, kā veidot dzīvus sirds audus, iesējot trīsdimensiju sastatnes ar sirds muskuļu šūnām vai cilmes šūnām, kuras var pierunāt, veidojot šos sirds miocītus. Tas, uz ko viņi parasti nav koncentrējušies, ir stratēģijas, lai izveidotu infrastruktūru šo miocītu atbalstam, saka Frederiks Šoens , veselības zinātņu un tehnoloģiju profesors Hārvardas Medicīnas skolā un Brigama un sieviešu slimnīcā. Šī infrastruktūra ietver asinsvadus, kas piegādā skābekli imigrantu miocītiem, cenšoties integrēties esošajos sirds audos. Bez šī asinsvadu atbalsta lielākā daļa implantēto šūnu mirs.
Veselā sirdī katrs miocīts atrodas blakus diviem kapilāriem, saka Gordana Vunjaka-Novakoviča , Kolumbijas universitātes biomedicīnas inženierijas profesors. Implantos bez asinsvadiem tikai visattālākās šūnas var satvert skābekli. Rezultātā šie ielāpi izskatās kā M&M konfektes, saka Vunjaks-Novakovičs. Veselas šūnas ārpusē, atmirušās šūnas iekšpusē.
Lai veicinātu vaskularizāciju inženierijas sirds plāksteros, Izraēlas pētnieki ievadīja ar miocītu iesētu sastatni ar augšanas faktoriem, kas veicina šūnu izdzīvošanu un jaunu asinsvadu augšanu. Pēc tam viņi katru sirds plāksteri implantēja dzīvas žurkas omentumā, ar asinsvadiem bagātā membrānā, kas savieno un atbalsta vēdera dobuma orgānus. Nedēļas laikā plankumi tika apdzīvoti ar nobriedušiem asinsvadiem. Pēc tam pētnieki izgrieza vaskularizētos plāksterus un pārstādīja tos žurkām ar miokarda infarktu. Mēnesi vēlāk plankumi ne tikai izdzīvoja, bet arī bija labi integrēti dzīvnieku sirds audos. Plāksteri uzlaboja žurku sirds darbību, miocīti veidoja muskuļu šķiedras, kas spēja sarauties, un pētnieki varēja redzēt sarkanās asins šūnas asinsvados, kas nozīmē, ka arī tās bija pilnībā funkcionējošas, saka Smadars Koens, biotehnoloģijas profesors. inženierzinātnes Ben-Guriona universitātē un pētījuma vecākais autors.
Vunjaks-Novakovičs ir sajūsmā par pētījumu. Viņi ir likuši dabai strādāt viņu labā, viņa saka. Un viņi ir pierādījuši, ka asinsvadu piegāde būtiski ietekmē mākslīgo sirds audu funkcionalitāti.
Dažos veidos asinsvadi var būt svarīgāki par miocītiem. Tas ir zilonis telpā, par kuru mums nav tendence runāt, saka Hārvardas Šoens. Neviens nezina, vai miocīti ir nepieciešami. Varbūt, ja jūs varat injicēt kaut ko, kas revaskularizē bojāto sirds zonu, tas varētu būt viss, kas jums nepieciešams.
Patiešām, Koena pētījumā žurkām, kuras saņēma vaskularizētu plāksteri bez miocītiem, tika novērota arī sirdsdarbības uzlabošanās. Šie plāksteri bez miocītiem arī integrējās vietējos audos un sabiezina rētu, kas palikusi pēc infarkta. Koens saka, ka šī stiprināšana vien var mazināt bojātās sirds muskuļa sienas stiepšanos un tādējādi uzlabot kontraktilitāti.
Ar vai bez miocītiem pieeja klīnikai vēl nav gatava. Tas ir nozīmīgs pētniecības sasniegums, kas parāda pieeju asinsvadu palielināšanai inženierijas audos, saka Šoens. Taču mēs neesam daudz tuvāk tam, lai izveidotu sirds muskuļa plāksterus pacientiem ar sirds slimībām. Vienai stratēģijai ir nepieciešamas divas operācijas kārtas: viena, lai implantētu plāksteri vēderā, un otra, lai to pārvietotu uz sirdi. Un Koens norāda, ka pacienti ar koronāro slimību parasti nav tādā stāvoklī, lai paciestu šāda veida invazīvu ārstēšanu.
Bet modelis varētu palīdzēt zinātniekiem labāk izprast molekulāros mehānismus, kas veicina vaskularizāciju, un tas varētu ļaut augt gatavam plāksterim ar asinsvadiem pirms implantācijas. Vēl labāk, Koens saka, ka tas būtu materiāls, kas varētu izraisīt reģenerāciju pašā sirdī — pie kā viņa un viņas kolēģi strādā. Es domāju, ka visām šīm pieejām jābūt tehniski iespējamām, saka Koens. Mums vienkārši jādara vairāk labas zinātnes, lai atrastu labāko.