Τεχνητό καρδιακό επίθεμα βοηθά στην ανάρρωση από έμφραγμα

Οι ερευνητές προσπαθούν να δημιουργήσουν ένα βιοϋλικό που θα επουλώνει το μυοκάρδιο μετά από έμφραγμα και με το νέο υπό μελέτη επίθεμα βλαστικών κυττάρων φαίνεται ότι είναι σε καλό δρόμο

Σύμφωνα με την έρευνα επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν, που δημοσιεύθηκε στο Theranostics και στην σχετική ανασκόπηση που δημοσιεύθηκε στο Acta Biomaterialia , ένα επίθεμα τεχνητού ιστού φτιαγμένο από μικροσκοπικά αιμοφόρα αγγεία θα μπορεί στο κοντινό μέλλον να βοηθήσει τους ασθενείς να ανακάμψουν από μια καρδιακή προσβολή.
Η ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τη Feng Zhao, αναπληρώτρια καθηγήτρια Βιοϊατρικής Μηχανικής, δημοσίευσε πρόσφατα τα ευρήματά της σχετικά με τις βέλτιστες πρακτικές στον τομέα των τεχνητών ιστών.

Το ερευνητικό άρθρο που δημοσιεύθηκε στο Theranostics, επικεντρώνεται στην ανάπτυξη ενός καρδιακού επιθέματος βλαστικών κυττάρων που κατασκευάστηκε με τεχνητό ιστό από μικροσκοπικά αιμοφόρα αγγεία ώστε να λειτουργεί σαν πραγματικός καρδιακός μυς. Η ανασκόπηση που δημοσιεύτηκε στο Acta Biomaterialia εξετάζει τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα έξι καινοτόμων στρατηγικών για την ευθυγράμμιση των μικροαγγείων σε τεχνητούς ιστούς με τρόπο ώστε να προσομοιάζουν στον φυσικό ιστό.

Για να γίνει κατανοητή η διαδικασία σύμφωνα με την οποία λειτουργεί το επίθεμα αυτό, οι ερευνητές περιέγραψαν τη γενικότερη λειτουργία της καρδιάς. Αναφέρουν, λοιπόν, ότι η καρδιά καλύπτεται από μικροσκοπικά αιμοφόρα αγγεία, τα οποία είναι υπεύθυνα για τη μεταφορά θρεπτικών συστατικών και οξυγόνου στους ιστούς, στοιχεία ιδιαίτερα σημαντικά για την επιτυχή ανάρρωση μετά από μεταμόσχευση, χειρουργική επέμβαση ή τοποθέτησης μοσχεύματος.

Για να είναι αποτελεσματικές οι μικροαγγειακές δομές – μικροαγγεία που μοιάζουν με τα τριχοειδή – πρέπει να είναι απόλυτα ευθυγραμμισμένες (γραμμωτές), πυκνές και ώριμες. Η ευθυγράμμιση των πυκνών αγγειακών δομών σε τεχνητά καρδιακά επιθέματα μπορεί να βοηθήσει τους ασθενείς να ανακάμψουν από μια καρδιακή προσβολή. Ωστόσο, η κατασκευή τεχνητών βιοϋλικών με ένα τόσο ανθεκτικό αγγειακό σύστημα είναι δύσκολη και εξαρτάται από το ικρίωμα για την ανάπτυξη των κυττάρων.
«Η κατανόηση των μηχανισμών πίσω από την ευθυγράμμιση των μικροαγγείων στα βιοϋλικά θα μας βοηθήσει να δημιουργήσουμε καλύτερα και πιο κατάλληλα εμφυτεύματα και συσκευές», εξήγησε η Δρ. Zhao.

Για να το καταφέρει, η Δρ. Zhao και η ομάδα της εξέτασαν τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των έξι διαφορετικών μεθόδων που χρησιμοποιούνται αυτή τη στιγμή για την ευθυγράμμιση των αγγείων, οι οποίες, όμως, χαρακτηρίζονται από μια μείζονα πρόκληση: Τα τεχνητά μικροαγγεία τείνουν να είναι πολύ μεγάλα – αρκετά μεγαλύτερα από τα πραγματικά τριχοειδή αγγεία που υπάρχουν στους καρδιακούς ιστούς – και συχνά δεν είναι πυκνά και αρκετά ώριμα για να παράσχουν σωστά θρεπτικά συστατικά και αίμα.

Για την επίλυση αυτού τού προβλήματος, η ομάδα της Δρ. Zhao επικεντρώθηκε στην προσπάθεια «βιο-μίμησης» της ευθυγράμμισης, της πυκνότητας και της διάστασης του καρδιακού μυός.
«Το έμφραγμα του μυοκαρδίου είναι ένα μεγάλο πρόβλημα, για το οποίο προς το παρόν δεν υπάρχει κατάλληλη θεραπεία. Ένα τέτοιο καρδιακό επίθεμα θα μπορούσε να βοηθήσει μετά από καρδιακή προσβολή. Είναι εντελώς βιολογικό και αποτελείται από βλαστικά κύτταρα με αγγεία που μιμούνται τους πραγματικούς ιστούς, πράγμα που θα μπορούσε να συμβάλει στην αποκατάσταση της λειτουργίας μιας καρδιάς», σχολίασε σχετικά η Δρ. Zhao και συνέχισε:

«Τα μικροαγγεία στο επίθεμα μπορούν να συνδεθούν με φυσικά αγγεία, μεταφέροντας θρεπτικά συστατικά και οξυγόνο. Χωρίς αυτή τη διαδικασία, το τεχνητό καρδιακό επίθεμα δεν είναι βιώσιμο. Όλοι οι ιστοί έχουν αυτή τη μικροδομή, είναι παντού. Επομένως, η τεχνολογία αυτή θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τους σκελετικούς μύες, τα εγκαύματα, την επούλωση χρόνιων πληγών και την αναγέννηση των νεύρων», εξηγεί η Δρ. Zhao.

Η Δρ. Zhao και η ομάδα της απέδειξαν ότι υπάρχει η δυνατότητα βιο-μίμησης για την ανάπτυξη μικροαγγείων σε ιστούς κατάλληλους για την επένδυνση της καρδιάς. Τα επόμενα βήματα θα είναι οι δοκιμές σε ζώα και η βελτίωση της ιατρικής τεχνολογίας για εμφυτεύματα και συσκευές. Με τη βοήθεια μικροσκοπικών, πυκνών, προσεκτικά ευθυγραμμισμένων αιμοφόρων αγγείων, οι μηχανικά κατασκευασμένοι ιστοί θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην φυσική αναγέννηση της καρδιάς, αλλά και του δέρματος, των οστών και των μυών.

ygeia.cyprustimes.com