Упаковка стволовых клеток в альгинатовые капсулы может повысить эффективность лечения инфаркта миокарда
Методи лікування серцево - судинних захворювань стовбуровими клітинами розвиваються . На сьогодні в усьому світі таке лікування , в рамках клінічних випробувань з використанням одного з типів стовбурових клітин - мезенхімальних стовбурових клітин , - отримали вже тисячі пацієнтів з хворобами серця. Але результати багатьох з цих досліджень або скромні , або неоднозначні. Однією з причин тому є швидка елімінація клітин з серця і їх масова загибель - в перші години і навіть хвилини - після введення.
Значний крок вперед у вирішенні цієї проблеми , як видається , вдалося зробити вченим- кардіологам Університету Еморі ( Emory University ) . Вони упаковують стовбурові клітини в капсулу з гелеобразного речовини альгінату . Упаковані таким чином клітини залишаються в серці і протягом тривалого періоду часу вивільняють свої цілющі чинники.
Інкапсульовані мезенхімальні стовбурові клітини імплантуються в патч . Дослідники щойно провели його тестування на щурах з моделлю інфаркту міокарда. У порівнянні з контрольними тваринами, яким вводилися нічим не захищені клітини (або не вводилося нічого ) , щури з капсульними патчами демонстрували посилення функції серця , зменшення розміру сполучнотканинного рубця і більш інтенсивний ріст нових кровоносних судин. Крім того , життєздатність зберігало набагато більшу кількість клітин.
« У контексті серцевої клітинної терапії такий підхід , мабуть , є ефективним способом збереження клітин і підтримки їх життєздатності » , - говорить Роберт Тейлор ( Robert Taylor ) , MD , директор кардіологічного відділення Школи медицини Університету Еморі ( Emory University School of Medicine ) , професор кафедри біомедичної інженерії Технологічного
інституту Джорджії ( Georgia Institute of Technology ) і Університету Еморі . «Ця стратегія може застосовуватися до багатьох типів клітин в регенеративної терапії серцево - судинних захворювань».
У серці , переніс інфаркт , клітини стикаються як з негостинній запальної середовищем - клітинами імунної системи і імуноглобулінами , - так і з механічними силами , які просто виштовхують їх з органу , як « пальці , що стискають слизькі насіння кавуна » , порівнює професор Тейлор.
«Ці клітини - соціальні істоти , і вони люблять бути разом» , - продовжує професор . « З результатів деяких досліджень з клітинної терапії наслідків інфаркту відомо , що протягом першої години втрачається більше 90 відсотків клітин. Виходячи з цих цифр , легко зрозуміти , де потрібно шукати шляхи до підвищення ефективності ».
Інкапсуляція утримує мезенхімальні стовбурові клітини разом і залишає їм можливість сприймати сигнали зовнішнього середовища. Клітини можуть вивільняти виробляються ними невеликі білкові молекули , такі як фактори росту , залишаючись у той же час захищеними від великих білків , таких як антитіла.
Альгінат - речовина, що використовується для інкапсуляції стовбурових клітин , - має найширшу сферу застосування - від біомедицини до кулінарії. Це і інструмент в руках винахідливих шеф -кухарів , і складова частина перев'язувальних матеріалів , і паста , використовувана стоматологами . Співавтор дослідження Коллін Вебер ( Collin Weber ) , MD , що займається вивченням діабету , використовує альгінат для інкапсуляції інсулін - продукують острівцевих клітин , і зараз альгінат - інкапсульовані острівці проходять клінічні випробування.
Упаковка клітин в гель , звичайно , не дає їм ставати частиною тканини серцевого м'яза ( і перешкоджає заміні відмерлих клітин) , але в даному випадку мезенхімальні стовбурові клітини призначені зовсім не для цього.
Альгінат вже використовується в декількох областях медицини. Він застосовується в перев'язувальних матеріалах і для виготовлення зліпків в стоматології. Тут він утворює капсули навколо мезенхімальних стовбурових клітин. У кожній капсулі розміром 250 мкм міститься близько 200 клітин . ( Фото: Emory University )
Основною перевагою їх використання , вважають вчені , є те , що вони забезпечують серце гормонами і ростовими факторами, що стимулюють регенерацію кровоносних судин , запобігають апоптоз , що модулюють імунну відповідь , рекрутуються стовбурові клітини і клітини - попередники.
За місяць після штучно викликаного інфаркту міокарда фракція викиду серця щурів - показник частки крові , в процентному вираженні , що викидається із серця в аорту під час кожного скорочення , - впала з 72 до 34 відсотків . Введення інкапсульованих мезенхімальних стовбурових клітин призвело до збільшення фракції викиду до 56 відсотків - значне поліпшення , особливо якщо врахувати , що ні інкапсульовані клітини не дозволяють підняти цей показник вище 39 відсотків.
Одним з основних ефектів трансплантації стовбурових клітин , мабуть , є стимуляція зростання кровоносних судин : у щурів , які отримали інкапсульовані клітини , щільність
кровоносних судин в ураженій інфарктом області в кілька разів перевищувала показники контролю .
Як довго інкапсульовані стовбурові клітини залишаються в серці ? Гідрогелевий патч з біорозкладаного поліетиленгліколю (ПЕГ ) , використаний у даному дослідженні , руйнується за 10 днів. Лабораторія Тейлора планує протестувати і інші матеріали і з'ясувати їх можливості з точки зору швидкості руйнування в організмі. Від цього значною мірою залежатиме час збереження клітин.
У клінічних умовах в якості джерела матеріалів для клітинної терапії повинні використовуватися власні ( аутологічних ) клітини пацієнта. Джерелом мезенхімальних стовбурових клітин може бути його кістковий мозок. Ці клітини відносно легко культивувати і розмножувати поза організмом. Кількість клітин достатню для терапевтичного ефекту можна отримати за декількох днів.
Результати дослідження опубліковані в журналі Journal of the American Heart Association . Перший автор статті - науковий співробітник Ребекка Левіт ( Rebecca Levit ) , MD . У розробці патча , використовуваного для фіксації інкапсульованих клітин на серце , вона і її колеги співпрацювали з лабораторією Андреса Гарсія ( Andres Garcia ) , PhD.
Оригінальна стаття: Cellular Encapsulation Enhances Cardiac Repair
Джерело (і ) :
http://news.emory.edu/ ... s / index.html
