Rejeneratif tıp için biyomühendislik hibrid kas lifi

Rejeneratif tıp için biyomühendislik hibrid kas lifi
Yazıyı beğendiyseniz lütfen Paylaşın

Kas, vücut kütlesinin% 40’ını oluşturan en büyük organdır ve hayatımızı sürdürmede önemli bir rol oynar. Kas dokusu, spontan rejenerasyon için benzersiz yeteneği ile dikkat çekicidir. Bununla birlikte, hacimsel kas kaybı (VML) ile sonuçlanan araba kazaları veya tümör rezeksiyonu gibi ciddi yaralanmalarda, kasın iyileşme yeteneği büyük ölçüde azalır. Şu anda VML tedavileri, otolog kas flepleri veya greftlerle birlikte fizik tedavi eşliğinde cerrahi müdahaleleri içermektedir. Bununla birlikte, cerrahi prosedürler sıklıkla kas fonksiyonunun azalmasına neden olur ve bazı durumlarda tam bir greft başarısızlığı ile sonuçlanır. Bu nedenle, kas kaybı iyileşmesini iyileştirmek için ek tedavi seçeneklerine talep vardır.

Hasarlı kasın işlevsel kapasitesini iyileştirmek için umut verici bir strateji, nakledilen hücrelerin entegrasyonu yoluyla iskelet kası yeniden oluşumunu sağlamaktır. Kas kaybını tedavi etmek için uydu hücreleri (kas kök hücreleri), miyoblastlar ve mezenkimal kök hücreler dahil olmak üzere çeşitli hücre türleri kullanılmıştır. Bununla birlikte, invaziv kas biyopsileri, yetersiz hücre mevcudiyeti ve sınırlı uzun vadeli bakım, terapötik faydalar sağlamak için milyonlarca ila milyarlarca olgun hücreye ihtiyaç duyulabileceği klinik translasyonu engeller.

Bir diğer önemli konu, nakledilen hücrelerin istenen yapılara sahip kas dokularına uygun şekilde farklılaşmasını sağlamak için yaralanma bölgesindeki üç boyutlu mikro ortamın kontrol edilmesidir. Kas rejenerasyonu için konakçı hücreleri toplarken nakledilen hücrelerin hayatta kalmasını ve olgunlaşmasını artırmak için çeşitli doğal ve sentetik biyomateryaller kullanılmıştır. Ancak doku iskelesi gelişiminde çözülmemiş, uzun süreli ikilemler vardır. Doğal yapı iskeleleri yüksek hücre tanıma ve hücre bağlanma afinitesi sergiler, ancak genellikle uzun süreli mekanik destek gerektiren büyük lezyonlarda veya yük taşıyan dokularda mekanik sağlamlık sağlamada başarısız olur. Bunun tersine, sentetik iskeleler, ayarlanabilir mekanik ve fiziksel özelliklerin yanı sıra özel yapılara ve biyokimyasal bileşimlere sahip hassas bir şekilde tasarlanmış bir alternatif sağlar, ancak çoğu zaman hücre toplanmasının olmaması ve konakçı dokuyla zayıf entegrasyon nedeniyle engellenir.

Bu zorlukların üstesinden gelmek için, Seul, Güney Kore’deki Temel Bilimler Enstitüsü (IBS), Yonsei Üniversitesi ve Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) bünyesindeki Nanotıp Merkezi’ndeki bir araştırma ekibi, yapay kas rejenerasyonu için yeni bir protokol geliştirdi. Ekip, doğal-sentetik hibrit bir iskele ile birlikte doğrudan hücre yeniden programlama teknolojisini kullanarak bir fare modelinde VML’nin etkili bir şekilde tedavi edilmesini sağladı.

Doğrudan dönüşüm olarak da adlandırılan doğrudan hücre yeniden programlaması, doku biyopsisinden alınan otolog hücreleri kullanarak hastaya özgü hedef hücrelerin hızlı bir şekilde üretilmesine izin verdiği için etkili hücre tedavisi sağlayan etkili bir stratejidir. Fibroblastlar, bağ dokularında yaygın olarak bulunan hücrelerdir ve geniş ölçüde yara iyileşmesinde rol oynarlar. Fibroblastlar, terminal olarak farklılaşmış hücreler olmadıklarından, bunları birkaç farklı transkripsiyon faktörü kullanarak indüklenmiş miyojenik progenitör hücrelere (iMPC’ler) dönüştürmek mümkündür. Burada, bu strateji kas dokusu mühendisliği için iMPC sağlamak için uygulandı.

Çoğalan kas hücrelerine yapısal destek sağlamak için polikaprolakton (PCL), yüksek biyouyumluluğundan dolayı gözenekli bir yapı iskelesi üretimi için bir malzeme olarak seçildi. Tuzlu süzme, gözenekli malzemeler oluşturmak için yaygın olarak kullanılan bir yöntem olsa da, çoğunlukla kapalı gözenekli yapılar üretmekle sınırlıdır. Bu sınırlamanın üstesinden gelmek için araştırmacılar, özelleştirilmiş PCL fiber iskeleler üretmek için geleneksel tuzlu süzme yöntemini termal çekme ile artırdılar. Bu teknik, kontrollü sertlik, gözeneklilik ve yapı iskeletlerinin yaralanma bölgelerine hassas bir şekilde uyarlanmasını sağlayan boyutlara sahip gözenekli liflerin yüksek verimli üretimini kolaylaştırdı.

Bununla birlikte, sentetik PCL fiber iskeleler tek başına kasa özgü mikro ortamı taklit eden optimal biyokimyasal ve yerel mekanik ipuçları sağlamaz. Dolayısıyla, hücresizleştirilmiş kas hücre dışı matris (MEM) hidrojelinin PCL yapısına dahil edilmesiyle bir hibrit iskelenin inşası tamamlandı. Şu anda, MEM, klinik uygulamada VML tedavisi için en yaygın kullanılan doğal biyomateryallerden biridir. Bu nedenle araştırmacılar, MEM ile tasarlanmış hibrit iskelelerin klinik uygulamalarda büyük bir potansiyele sahip olduğuna inanıyor.

Elde edilen biyomühendislik ürünü kas lifi yapıları, kas dokularına benzer mekanik sertlik gösterdi ve in vitro kas farklılaşması ve uzatılmış kas hizalaması sergiledi. Dahası, VML fare modeline biyomühendislik ürünü kas yapılarının implantasyonu sadece artan innervasyon ve anjiyogenez ile kas yenilenmesini teşvik etmekle kalmadı, aynı zamanda hasarlı kasların fonksiyonel iyileşmesini de kolaylaştırdı. Araştırma ekibi şunu belirtiyor: “Hibrid kas yapısı, farklılaşmayı, parakrin etkisini ve yapıcı doku yeniden modellemesini düzenleyerek fonksiyonel kas yenilenmesini artırmak için eksojen olarak eklenen yeniden programlanmış kas hücrelerinin ve sızan konak hücre popülasyonlarının tepkilerine rehberlik etmiş olabilir.”

IBS Nanotıp Merkezi’nden ve Yonsei Üniversitesi Yaşam Bilimleri ve Biyoteknoloji Koleji’nden Prof. CHO Seung-Woo, bu çalışmayı yöneten şunları söylüyor: “Hibrit yapılarımızın kas rejenerasyon mekanizmalarını aydınlatmak ve klinik çevirisini güçlendirmek için daha fazla çalışma yapılması gerekiyor. hücre öğretici dağıtım platformları. ”

Hikaye Kaynağı:

Tarafından sağlanan malzemeler Temel Bilimler Enstitüsü. Not: İçerik, stil ve uzunluk için düzenlenebilir.

.

Kaynak

admin

admin

Talebemektebi bir sevdanın hikayesi

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Translate »