211service.com
Mikrosiūlai padeda auginti naujus raumenis
Tyrėjai ištaisė dideles pelių raumenų žaizdas, augindami ir implantuodami žmogaus raumenų ląstelėmis padengtus mikrosiūlus. Atrodo, kad mikrosriegiai, pagaminti iš tos pačios medžiagos, kuri skatina kraujo krešulių susidarymą, padeda ląstelėms augti tinkama kryptimi, o tai labai svarbu norint atstatyti veikiančią raumenų audinį.
Raumenų taisymas: Plaukams ploni siūlai, tokie kaip čia pavaizduoti, buvo pasėti raumenų ląstelėmis ir implantuoti į žaizdas, kad padėtų išgydyti pelių raumenis.
Manome, kad ląstelės migruoja palei šiuos pastolius, kurie veikia kaip kanalas, sako Džordžas Pinsas , Vusterio politechnikos instituto bioinžinerijos docentas. Pins sukūrė mikrosriegių technologiją. Implantuotos ląstelės greitai integruojasi į esamą raumenį ir sumažina rando audinio susidarymą. Ląstelės auga į erdvę, kurioje anksčiau buvo raumenys, tačiau jos auga vadovaujantis.
Šiuo metu gydytojai nelabai gali padaryti, kai kas nors patiria didžiulę raumenų traumą, pvz., automobilio avariją ar sprogimą. Žaizdoje gali susidaryti storos rando audinio juostos, dėl kurių raumuo smarkiai ir visam laikui pažeidžiamas.
Mokslininkai kuria daugybę būdų, kaip sukurti pakaitinius raumenis, įskaitant ląstelių dėmių auginimą lėkštelėje, kamieninių ląstelių injekciją į pažeistą raumenį ir ląstelinių karkasų, skirtų vietiniam audiniui imituoti, implantavimą. Nors visos šios pastangos yra žadančios tam tikroms reikmėms, vienas iš pagrindinių iššūkių buvo užauginti pakankamai tinkamos struktūros ląstelių, kad išgydytų dideles raumenų žaizdas.
Raumenų derinimas yra labai svarbus, sako Kevinas Kitas Parkeris , Harvardo universiteto bioinžinierius, kuris tyrime nedalyvavo. Jei norite, kad sarkomerai [pagrindinis funkcinis raumenų vienetas] būtų išlyginti, taip susitraukite raumenys.
Pins ir jo bendradarbiai, įskaitant Ray Page , WPI Bioinžinerijos instituto docentas, siekia išspręsti šią problemą augindamas ląsteles išilgai mikrosriegių. Šios plonos plauko sruogos yra pagamintos iš fibrino, baltyminio polimero, kurį organizmas naudoja žaizdoms gydyti, ir yra įprastas audinių inžinerijos ingredientas. Norėdami pagaminti mikrosriegius, mokslininkai iš dviejų mažų vamzdelių vienu metu išspaudžia fibrinogeną, fibrino statybinį bloką, ir trombiną, fermentą, kuris katalizuoja tirpius fibrinogeno baltymus į polimerą. (Mikrosriegiai taip pat tiriami ir kitiems tikslams, pvz., augantiems širdies raumens lopams, siekiant atkurti žalą po širdies priepuolių.)
Siūlai buvo pasėti žmogaus raumenų ląstelėmis, gautomis iš audinių, pašalintų operacijos metu. Prieš sėją Peidžo komanda augino ląsteles tokiomis sąlygomis, kurios paskatino jas išsiskirti arba tapti jaunesnėmis, mažiau specializuotomis ląstelėmis, o tai savo ruožtu leido joms geriau atsinaujinti.
Norėdami išbandyti technologiją su pelėmis, mokslininkai išpjovė apie 30 procentų gyvūnų priekinio blauzdikaulio raumens, esančio blauzdos priekyje. Tada jie į žaizdą implantavo ląsteles pasėtus mikrosriegius. (Sriegio skersmuo, apie 50–100 mikronų, yra 5–10 kartų didesnis už ląstelių dydį.)
Tyrėjai mano, kad fibrino karkasai siunčia signalinius signalus, imituojančius vietinį žaizdų gijimą, prisijungimą prie augimo faktorių ir kitų kraujo krešuliuose randamų molekulių. Jis taip pat pritraukia fermentą, kuris skaido fibriną, išskirdamas fibrinogeno baltymus, kurie signalizuoja aplinkinėms ląstelėms migruoti ir auginti naujus audinius, sako Pinsas.
Atrodė, kad ląstelės integravosi į šeimininko audinį vos per porą dienų. Po savaitės mikrosiūlai pradėjo irti, o mokslininkai pamatė, kad raumenų skaidulos įaugo į paliktą vietą. 10 savaičių žaizdos dugnas buvo pilnas žmogaus ląstelių, kurios atrodė kaip subrendusios raumenų skaidulos. Page pristatė tyrimą bioinžinerijos metu simpoziumas WPI anksčiau šį mėnesį.
Mokslininkai dabar bando nustatyti, ar naujasis audinys elgiasi kaip normalus raumenys. Ankstyvieji įrodymai rodo, kad implantai taip pat paskatino vietinių raumenų ląstelių augimą, nors Page teigia, kad jie vis dar turi tai patvirtinti.
Be to, pelėms, kurioms buvo implantuoti mikrosiūlai, buvo daug mažiau randų audinio nei gyvūnams, kurie liko patys gydyti. Mikrosriegiai smarkiai sumažino kolageno (pagrindinio rando audinio komponento), nusėdusio žaizdos srityje, kiekį, sako Page. Vietoj kolageno matome daug [gerai organizuoto] raumenų audinio.
Page teigia, kad nors kiti mokslininkai sugebėjo tam tikru mastu pataisyti raumenis, WPI technologija išgydė daug didesnę traumų sritį nei ankstesni tyrimai. Taip gali būti todėl, kad mikrosiūlai padeda išspręsti vieną iš pagrindinių iššūkių auginant didesnius naujų audinių sluoksnius – pritraukti pakankamai kraujo, būtino ląstelių išlikimui. Viena iš priežasčių, dėl kurių norėjome ištirti mikrosriegius, buvo ta, kad manėme, kad tarp gijų atsiras vietos kraujagyslėms formuotis ir raumenų ląstelėms augti, sako Page.
Harvardo Parkeris, auginantis širdies raumenį naudodamas dar mažesnius pluoštus, sutinka ir priduria, kad nedaugelis audinių inžinerijos žmonių laikosi tokio požiūrio. Jei įdėsiu ten kietą mėsos gabalą, centras taps hipoksinis (arba pritrūks deguonies), sako Parkeris. Jei palieku tarpą tarp ląstelių, lengviau įdarbinti vietines kraujagysles.