Hari-hari ini orang biasanya tidak mati karena serangan jantung. Tetapi kerusakan pada otot jantung tidak dapat diubah, dan sebagian besar pasien akhirnya menyerah pada gagal jantung kongestif, penyebab paling umum kematian di negara maju.
Sel induk sekarang menawarkan harapan untuk mencapai apa yang tubuh tidak dapat lakukan: memperbaiki hati yang hancur. Insinyur dan dokter di University of Washington telah membangun sebuah perancah yang mendukung pertumbuhan dan integrasi sel induk yang diturunkan dari sel-sel otot jantung. Penjelasan mengenai perancah, yang mendukung pertumbuhan sel-sel jantung di laboratorium dan mendorong pertumbuhan pembuluh darah pada hewan yang hidup, yang dipublikasikan minggu ini dalam Prosiding National Academy of Sciences.
"Hari ini, jika Anda memiliki serangan jantung tidak ada yang dokter dapat lakukan untuk memperbaiki kerusakan," kata pemimpin penulis Buddy Ratner, seorang profesor UW bioteknologi. "Anda, pada dasarnya, dihukum slide menurun, mengembangkan gagal jantung kongestif yang sangat pendek jangka hidup Anda.
"Tubuh Anda tidak dapat membuat sel-sel hati yang baru, tetapi bagaimana jika kita dapat memberikan sel-sel baru yang penting dalam bagian yang rusak dari hati?"
Ratner dan rekan-rekannya membangun sebuah perancah berpori kecil berbentuk tabung yang mendukung dan menstabilkan sel jantung rapuh dan dapat disuntikkan ke dalam jantung yang rusak, di mana akan mendorong pertumbuhan sel dan akhirnya membubarkan diri. Wadah baru tidak hanya mendukung pertumbuhan otot jantung, tetapi berpotensi mempercepat kemampuan tubuh untuk menyuplai oksigen dan nutrisi ke jaringan transplantasi. Akhirnya, idenya adalah bahwa dokter akan benih perancah dengan sel induk baik dari pasien atau donor, kemudian menanamkan ketika pasien dirawat karena serangan jantung, sebelum jaringan parut telah terbentuk.
Perancah jantung lainnya atau patch jaringan saat ini sedang dikembangkan menggabungkan sel-sel otot jantung dan dua jenis sel yang diperlukan untuk memulai pertumbuhan pembuluh darah dan jaringan ikat. Mempersiapkan setiap jenis sel adalah sejumlah besar kerja, sehingga rangka yang hanya memerlukan satu jenis sel, seperti yang satu ini, akan jauh lebih murah dan lebih mudah digunakan.
Ratner yang perancah merupakan polimer yang fleksibel dengan pori-pori yang saling berhubungan semua dengan ukuran yang sama. Yang satu ini juga mencakup saluran untuk mengakomodasi preferensi sel jantung 'untuk sekering bersama dalam rantai panjang. Peneliti pertama diverifikasi desain menggunakan sel jantung embrio ayam, dan menegaskan bahwa perancah bisa mendukung pertumbuhan jaringan jantung pada konsentrasi yang sama dengan yang di jaringan hidup jantung.
Mereka kemudian unggulan perancah dengan sel otot jantung berasal dari manusia sel batang embrio. Sel-sel selamat dan dikumpulkan di saluran. Selama lima hari, sel-sel otot jantung dikalikan lebih cepat di lingkungan perancah dibandingkan jenis sel lain, dan bisa bertahan hingga 300 mikrometer (sekitar diameter empat rambut manusia) dari tepi perancah - poin penting jika perancah adalah untuk mengintegrasikan dengan tubuh.
Sel-sel menyatakan dua protein yang berhubungan dengan kontraksi otot dan bisa berkontraksi dengan kekuatan yang cukup untuk merusak perancah.
Para peneliti juga ditanamkan perancah telanjang ke dalam hati tikus hidup untuk memverifikasi biokompatibilitas perancah itu. Hasil penelitian menunjukkan bahwa setelah empat minggu jantung telah menerima benda asing, dan pembuluh darah baru telah merambah ke perancah.
Mengapa pembuluh darah menembus dengan baik adalah tidak diketahui. Satu hipotesis melibatkan makrofag, sel dalam sistem kekebalan tubuh, dan ukuran pori-pori, yang tampaknya menjadi kritis. Makrofag pertama menyerang benda asing sebagai penjajah dan mencoba untuk mencernanya. Mereka memasuki pori-pori dan diri mereka terperangkap. Pada titik ini makrofag tampaknya beralih dari modus serangannya ke mode penyembuhannya. Tim ini sekarang menyelidiki pembentukan pembuluh darah.
Jaringan jantung memerlukan pasokan darah yang kaya, dan itu menjadi salah satu faktor pembatas untuk perbaikan jantung dan rekayasa jaringan vaskular, kata rekan penulis Chuck Murry, profesor patologi dan bioteknologi.
"Hal pertama yang sel-sel jantung yang ditransplantasikan harus Anda lakukan adalah bertahan hidup. Dan ketika Anda transisi mereka dari wadah budaya untuk tubuh, awalnya mereka tidak memiliki persediaan darah. Jadi kita harus mempromosikan pasokan darah tuan rumah secepat mungkin, "kata Murry.
"Kami sangat optimis bahwa ini perancah akan membantu menjaga sel-sel otot hidup setelah implantasi dan akan membantu transisi mereka untuk otot-otot jantung bekerja," kata Murry.
Wadah ini terbuat dari bahan hidrogel seperti jelly yang dikembangkan oleh penulis pertama, UW bioteknologi doktor siswa lauran Madden. Sebuah jarum digunakan untuk implan kecil (ketiga dari luas milimeter dengan 4 milimeter panjang) batang perancah ke dalam otot jantung. Tetapi perancah dapat mendukung pertumbuhan rumpun yang lebih besar dari jaringan jantung, kata Madden.
Langkah berikutnya akan melibatkan menyesuaikan waktu degradasi perancah sehingga degradasi perancah pada tingkat yang sama bahwa sel-sel jantung berkembang biak dan bahwa pembuluh darah dan serat dukungan tumbuh dalam, dan kemudian menanamkan sel-sarat perancah ke dalam jantung yang rusak.
"Apa yang kita miliki sekarang adalah sistem benar-benar baik akan di piring, dan kami bekerja untuk transisi ke dalam tubuh," kata Madden.
Kocok BioTherapeutics, sebuah Seattle startup yang didirikan oleh Ratner, Murry dan co-penulis Michael Laflamme, sebuah UW asisten profesor patologi, berencana untuk lisensi teknologi untuk membantu membawa ke pasien.
Co-penulis Eric Sussman, Janet cuy dan Hauch Kip dalam bioteknologi UW, Sarah Dupras dan James Fugate di UW patologi, dan Derek Mortisen, sebuah UW teknik kimia lulusan.
Tags: patah hati , scaffold
