הנדסת רקמה לבבית תוך שימוש בטכנולוגית הדפסה ותאי אב לבביים
Gaetani et al., 2012
תקציר
הנדסת רקמות מתגלה כגישה טיפולית בעלת פוטנציאל התגברות על ההגבלות של הטיפול התאי, כמו שמירת תאים והישרדות, כמו גם סיפוק תמיכה מכאנית לקיר החדרי ועל ידי כך מניעת התרחבות. טכנולוגית הדפסת רקמות (TP) מספקת את האפשרות לספק, באפן מוגדר ומסודר, חומרי תשתית ותאים חיים. מטרת המחקר הייתה להעריך את השילוב של TP, תאי שריר לבבי ממקור אנושי (hCMPC) וחומרים ביולוגיים לקבלת מבנה בעל פוטנציאל לבבי עבור שימוש חוץ גופי או שימושי תוך גופיים. בשיטה זו הצלחנו לייצר רקמה חוץ גופית עם הפצה הומוגנית של תאים בתשתית. יכולת ההתקיימות של התאים נקבעה לאחר ההדפסה והראתה ש- 92% ו- 89% מהתאים היו חיוניים ביום הראשון וביום השביעי מהתרבות, בהתאמה. יתרה מכך, הראנו ש- hCMPC מודפסים שמרו על קשרם לשושלת הלבבית. בעיקר, הראנו שהתרבית ה- D3 הגבירה ביטוי גני של גורמי תעתוק לבביים Nkx2.5, Gata-4 ו- Mef-2c כמו גם את חלבון היחידה הבסיסית של השריר TroponinT. תאים מודפסים יכלו גם לנדוד ממטריקס אלגינט ולאכלס שכבת מטריג'ל, ובכך לייצר מבנים הדומים לצינור. זה הצביע על כך שהדפסה יכולה לשמש לאספקת תאים מוגדרים, ובאותה עת לשמור על התכונות הפונקציונאליות שלהם.
מבוא
אי ספיקת לב (CHF) ומחלת העורקים הכליליים הם הגורמים המובילים לתחלואה ותמותה בחברה המערבית. רק אסטרטגיות מוגבלות זמינות כיום לטיפול ולמניעת הפתולוגיה המרכזית שממנה נובעת התפתחות הכשל הלבבי: כלומר איבוד של תאי שריר, שמסכן לעד את פעולת הכיווץ של שריר הלב [1]. לאחר פציעה, הלב מחלים על ידי יצירת צלקת ולא על ידי חידוש תאי שריר. יצירה לבבית מחודשת באופן אנדוגוני אינה יעליה דיי בכדי לתקן את הפציעה הנרחבת לתאי השריר הנגרמת עקב מחלות אנושיות [2,3]. השתלת לב היא כרגע המוצא האחרון עבור כשל לבבי בשלב האחרון, אבל היא מנועה עקב מחסור חמור באברי תורמים ודחיות. במהלך מספר השנים האחרונות, טיפול באמצעות השתלת תאים ללב חולה הניבה תוצאות מעודדות בנוגע לפעילות הלבבית במודלים של בעלי חיים שלהם איסכמיה לבבית [4]. מגבלה חשובה הקשורה לטיפול תאי דרך הזרקת תאים ישירה היא ההשתנות בשמור ותוחלת חיי התאים, זמן לא רב לאחר ההשתלה בשריר הלב החולה [4]. הנדסת רקמות לבביות באופן חוץ גופי (CTE) מציעה את האפשרות לשלב תאים ומטריקס חוץ- תאי (ECM) ובכך מספקת תמיכה מכאנית לשריר הלב החולה, סביבה מתאימה עבור תאים מושתלים ויעילות העברה גבוה יותר [5].
עבור יישום יעיל של CTE, בחירת מקור התא המתאים והמטריקס המתאים משחק תפקיד משמעותי. לשימוש לבבי, נראה שתאי אב לבביים (CPC) הם מקור מבטיח עקב השושלת הלבבית שלהם [4]. ככל שידוע לנו, יש מידע מוגבל בקשר ל- CTE, שימוש בתאי CPC לפיתוח של מודלי CTE חוץ- גופיים. בנוסף ליישום הישיר,יש צורך בזה בכדי ללמוד את הביולוגיה של תאי CPC בסביבה פיזיולוגית יותר מסוג D3 ובכדי למצוא אסטרטגיות חדשות שיוכלו לשפר עוד יותר את ההשפעות המטיבות לפי הדיווחים של תאי CPC לאחר אוטם בשריר הלב (MI) [6-8].
תרשים 1. hCMPC מודפסים ב- 5% (A ו- D); 7.5% (B ו-E) או 10% תשתית אלגינט (C ו- F). סקירה מייצגת של בדיקת חי/מת של hCMPC מודפסים (A-C).
בעבר, בודדנו תאי אב משריר הלב שהגיע מתאי לב אנושי (hCMPC) גם מעוברים וגם מביופסיות של לב אנושי בוגר [9,10]. hCMPC מחויבים לשושלת הלב, מציגים את הביטוי של גורמי מפתח של תעתוק לבבי (NKx2.5, GATA-4, Mef-2c, Isl1), ללא ביטוי של סממנים של שרי הלב (TnI, MLC2a ו- MLC2v) [9]. ניתן להבדיל בקלות את תאי hCMPC אל תאי שריר הלב, המבטאים סממנים לבביים ספציפיים ו gap junctional proteins- (* הערת מתרגם: gap junctional proteins- משמשים לחיבור בין תאי בסביבה שבה ריבוי של סוגי תאים שונים בחיות). הפגנת מבנים של יחידות הבסיס של השריר ובכך מאפשרים הובלה בין תאית [10-11].
לאחר הזרקת תאים לא מופרדים של hCMPC באזור הגבול של רקמה מתה בעכברים, ניתן היה לראות שיפורים בפליטת חלקיקים דרך בדיקת MRI שלושה חודשים לאחר ה- MI [6].
לאחרונה, הדפסת טכנולוגית הדפסת רקמות (TP) עולה ככלי חדש ליישומי הנדסת רקמות. הטכניקה הזו מציעה את האפשרות לספק, באופן מוגדר ומאורגן, חומרי תשתית, תאים חיים או גורמים חשובים אחרים במיקום הנכון, מספרים מספקים ובתוך הסביבה המתאימה. זה מאפשר יצירה של שילוב קבוע מראש של תאים חיים ומטריקס חוץ- תאי ( או חמורי תשתית) עבור גידול חוץ- גופי או תוך- גופי. ניתן יהיה להדפיס תאים בשילוב עם חומרים ביולוגיים או על חומר שהוגדר בעבר על ידי המדפסת [12-14].
תרשים 2. ניתוח דו- מוקדי של בדיקת חי/ מת עבור hCMPC בתשתית אלגינט לאחר יום אחד ושבעה ימים בתרבית A) תשתית...
לקריאת הסיכום המלא הורד/י את הסיכום באמצעות הטופס לעיל^
