Відновлення хряща за допомогою стовбурових клітин
Це дослідження пропонує можливість імплантації замінника хряща для колінних, плечових суглобів, вух і носа, ушкоджених остеоартритом, спортивними травмами і нещасними випадками.
Дослідники університету Case Western Reserve виявили, що ауторемоделірованіе пластів мезенхімальних стовбурових клітин, пронизаних крихітними вакуолями з фактором росту, призводить до утворення більш товстої, жорсткої хрящової тканини, ніж створювана за допомогою раніше відкритих методів тканинної інженерії. Опис дослідження опубліковано в Journal of Controlled Release.
"Ми вважаємо, що можливе утворення хрящового диска з власних стовбурових клітин пацієнта, і існує можливість використання цього підходу без тривалого культивування перед імплантацією, що робить цю технологію дуже привабливою" - говорить професор відділу біомедичної інженерії та ортопедичної хірургії, провідний автор статті Ебен Альсберг ( Eben Alsberg).
Вчені помістила трансформуючий фактор росту бета-1 в біорозчинність мікросфери желатину і розподілила їх по всьому пласту стовбурових клітин, тоді як стандартно пласт клітин занурюють в фактор росту. «Цей процес дав безліч переваг» - говорить доктор Алсберг. Мікросфери забезпечують структуру, схожу на клітинний каркас, створюючи простір між клітинами, які зберігаються після розчинення вакуолей. Ці простору затримують воду, від цього залежить ступінь пружності. Через впливу хімічних речовин, що виділяються клітинами, желатинові вакуолі розкладаються з керованою швидкістю. При розчиненні вакуолі, фактор росту виділяється в клітини внутрішнього і зовнішнього шарів, забезпечуючи в новій хрящової тканини більш рівномірну диференціювання клітин.
Швидкість розкладання мікросфер і, отже, диференціювання клітин, можуть бути адаптовані до тієї міри, в якій мікросфери структуровані. У мікросфер полімери пов`язані різним числом ниток. Чим більше таких сполук або структур, тим більше часу потрібно ферментам клітини для руйнування матеріалу.
Відео: Компанія Xooma Worldwide і ТБ!
Дослідники зробили п`ять видів пластів клітин з різним наповненням: перший і третій шари були розрідженій структури з фактор росту і без, другий і четвертий щільної структури, також з фактором росту і без нього. А п`ятий як контрольний без мікросфер. Останні три шари були вирощені в ваннах, що містять фактор росту.
Після тритижневої культивації в чашці Петрі все пласти клітин з микросферами були товщі і витривалішими, ніж контрольний пласт. Пласт нової хрящової тканини розрідженій структурою з микросферами став самим товстим і найстійкішим.
Відео: Українські медики почали працювати над вирощуванням людських органів
Результати показують, що розріджена структура мікросфер призводить до однорідності, збільшення ступеня і швидкості диференціювання стовбурових клітин в хондроцити.
Нові тканини макроскопічно схожі на суглобовий хрящ, аналогічно хряща колінного суглоба, коли округлі клітини оточені великою кількістю матриці, що містить глікозаміноглікани (GAG). GAG - вуглеводи, що зв`язують іони води в тканинах, що робить тканини більш стійкими до тиску. Тестування також показало, що цей пласт мав найвищий обсяг колагену II типу - основного білкового компонента суглобового хряща. Хоча цей пласт клітин був значно жорсткіше, ніж контрольні пласти, вчені все ще не задоволені якістю. Група Алсберга в даний час працює над різними способами оптимізації процесу і створення досить витривалих до зносу хрящів.
Дослідники вважають, що для пересадки можуть бути використані тижневі або двотижневі пласти. Внутрішнє середовище організму здатна прискорить формування хряща, і збільшити міцність і пружність тканин, завершивши його дозрівання.
