Columbia-ingeniører lapper et hjerte
Columbia-ingeniører lapper et hjerte
Anonim

Forskere ved Columbia Engineering har etableret en ny metode til at lappe et beskadiget hjerte ved hjælp af en vævsteknologisk platform, der gør det muligt for hjertevæv at reparere sig selv. Dette gennembrud, der for nylig blev offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences http://www.pnas.org/content/early/2011/04/19/1104619108.long, er et vigtigt skridt fremad i bekæmpelsen af ​​hjerte-kar-sygdomme, en af vore dages alvorligste sundhedsproblemer.

Anført af Gordana Vunjak-Novakovic, professor i biomedicinsk teknik ved Columbia University's Fu Foundation School of Engineering and Applied Science, udviklede forskerne en ny celleterapi til behandling af myokardieinfarkt (hjerteskade, der følger efter et hjerteanfald). De var for første gang i stand til at kombinere brugen af ​​menneskelige reparationsceller, der blev konditioneret under in vitro-dyrkning for at maksimere deres evne til at revaskularisere og forbedre blodgennemstrømningen til det infarkterede væv med et fuldt biologisk sammensat stillads designet til at levere disse celler til det beskadigede hjerte. Med denne platform kunne de både holde cellerne inde i infarktlejet (i modsætning til det massive celletab forbundet med infusion af celler alene) og forbedre celleoverlevelse og funktion i infarktlejet, hvor de fleste af cellerne ville være døde pga. blokering af deres blodforsyning.

"Vi er meget begejstrede for denne nye teknik," sagde Dr. Vunjak-Novakovic. "Denne platform er meget tilpasningsdygtig, og vi mener, at den let kan udvides til levering af andre typer menneskelige stamceller, vi er interesserede i, for at genopbygge hjertemusklen og fremme vores forskning i de mekanismer, der ligger til grund for hjertereparation."

Faktisk fjernede Columbia Engineering-teamet (med Amandine Godier-Fournemont og Timothy Martens som hovedforfattere) cellerne i en menneskelig hjertemuskel - myokardiet - og efterlod et proteinstillads med intakt arkitektur og mekaniske egenskaber. De fyldte stilladset med humane mesenkymale stamceller (stamceller, der kan differentiere til mange celletyper) og påsatte derefter plastrene på beskadiget hjertevæv. Plastrene fremmede væksten af ​​nye blodkar og frigav proteiner, der stimulerede det oprindelige væv til at reparere sig selv. Desuden brugte holdet også denne kontrollerbare platform til at identificere de signalmekanismer, der er involveret i reparationsprocessen, og udvide vores viden om rollen af ​​celler og stilladsdesign på hjertereparation.

"Det er virkelig opmuntrende at gøre fremskridt med at 'instruere' celler til at danne menneskeligt væv ved at give dem de rigtige miljøer," bemærkede Dr. Vunjak-Novakovic. "Cellerne er de rigtige 'vævsingeniører' - vi designer kun miljøerne, så de kan udføre deres arbejde. Fordi disse miljøer skal efterligne det indfødte udviklingsmiljø, er fremskridtene på området virkelig drevet af bioingeniørernes tværfaglige arbejde. cellebiologer og klinikere. Ved at muliggøre regenerering og udskiftning af vores beskadigede væv kan vi hjælpe folk med at leve længere og bedre."

Dr. Vunjak-Novakovic og hendes team har allerede adskillige aktive forskningsprojekter, der fortsætter dette arbejde. De undersøger nu dannelsen af ​​et kontraktilt hjerteplaster ved hjælp af menneskelige stamceller, der kan give anledning til både muskel- og karafdelinger i hjertemusklen. De studerer også, hvordan cellerne i et sådant hjerteplaster, når de implanteres på infarkteret hjertevæv, udvikler deres evne til at generere mekanisk kraft og elektrisk ledning, og hvordan disse funktioner kan moduleres ved in vitro-kultur.

"I sidste ende forestiller vi os dette system som en mulig point of care tilgang," sagde Dr. Vunjak-Novakovic, "med komponenter, der faktisk er produceret og samlet i operationsstuen for mest effektivt at målrette signalmekanismer involveret i reparationsprocessen af ​​en persons beskadigede hjerte."

Populær af emne.