В эти дни люди обычно не умирают от сердечного приступа. Но повреждение сердечной мышцы является необратимым, и большинство пациентов в конце концов поддался застойной сердечной недостаточности, наиболее распространенной причиной смерти в развитых странах.
Стволовые клетки в настоящее время дают надежду на достижение то, что тело не может сделать: починка разбитых сердец. Инженеры и врачи из Университета Вашингтона создали эшафот, что поддерживает рост и интеграция стволовых клеток клетки сердечной мышцы. Описание леса, который поддерживает рост сердечных клеток в лабораторных условиях, и призывает роста кровеносных сосудов в живых животных, опубликованы на этой неделе в Трудах Национальной академии наук.
"Сегодня, если у вас сердечный приступ нет ничего, что врачи могут сделать, чтобы возместить ущерб", говорит ведущий автор Бадди Ратнера, профессор UW биоинженерии. "Вы, по сути, приговорены к слайд вниз, развивается сердечная недостаточность, что значительно сокращает продолжительность жизни.
"Ваш организм не может производить новые клетки сердца, но что, если мы можем доставить жизненно новых клеток в том, что поврежденные части сердца?"
Ратнер и его коллеги изготовили крошечные трубчатые пористые леса, который поддерживает и стабилизирует хрупкой сердечных клеток и могут быть введены в поврежденные сердца, где она будет способствовать росту клеток и в конечном счете раствориться. Новые леса не только поддерживает сердечную рост мышц, но и потенциально ускоряет способность организма поставлять кислород и питательные вещества к пересаженной ткани. В конце концов, идея состоит в том, что врачи будут семена на эшафот с помощью стволовых клеток ни от пациента или донора, а затем имплантировать его, когда пациент лечится для сердечного приступа, перед рубцовой ткани сформировался.
Другие леса сердце или ткани патчей в настоящее время разрабатывается комбинат клетки сердечной мышцы и двух других типов клеток, необходимых для старта рост кровеносных сосудов и соединительной ткани. Подготовка каждого типа клеток является огромный объем работы, поэтому леса, который требует только одного типа клеток, как этот, будет значительно дешевле и проще в использовании.
Эшафот Ратнер представляет собой гибкий полимер с взаимосвязанные поры все того же размера. Этот также включает в себя каналы для размещения предпочтение сердечных клеток для плавки вместе в длинные цепи. Исследователи впервые проверены дизайн с использованием куриных эмбриональных клеток сердца, и подтвердил, что на эшафот могли бы поддержать рост ткани сердца при концентрации аналогичных живой ткани сердца.
Затем они посеяны на эшафот с клетки сердечной мышцы, полученных из человеческих эмбриональных стволовых клеток. Эти клетки выжили и собраны в каналах. За пять дней, клетки сердечной мышцы умноженной быстрее в условиях леса, чем другие типы клеток, и может выжить до 300 микрометров (около диаметром четыре человеческих волос) от края леса - важный момент, если на эшафот является интеграция с тела.
Клетки выразил двух белков связаны с сокращение мышц и может заключить контракт с достаточной силой, чтобы деформировать эшафот.
Исследователи также имплантировали голой леса в сердце живую крысу, чтобы убедиться, биосовместимость на эшафот в. Результаты показали, что после четырех недель сердцу принял инородное тело, и новые кровеносные сосуды проникли в леса.
Почему сосуды проникают так хорошо известно. Одна из гипотез предполагает макрофаги, клетки в иммунной системе, а размер пор, который, кажется критическим. Макрофагов первая атака инородное тело, как захватчика и попытаться переварить. Они проникают в поры и сами оказались. В этот момент кажется, макрофагов, чтобы перейти от атаки режим своими целебными режиме. Команда проводит расследование образование кровеносных сосудов.
Сердце ткани нужно богатое кровоснабжение, и это было одним из сдерживающих факторов для ремонта сердечно-сосудистой тканевой инженерии, говорит соавтор Чак Марри, профессор патологии и биоинженерии.
"Первое, что пересаженные клетки сердечной нужно сделать, это пережить. И когда вы их переход от культуры блюдо к телу, первоначально они не имеют кровоснабжения. Поэтому мы должны способствовать поставки крови хозяина как можно быстрее ", сказал Мерри.
"Мы очень оптимистично, что леса поможет сохранить мышечные клетки живых после имплантации и будет способствовать переходу их в работающие мышцы сердца», сказал Мерри.
Леса производится из желеобразной гидрогель материал, разработанный первым автором, UW биоинженерии докторант Lauran Мэдден. Иглы используются для имплантации крошечных (треть миллиметра в ширину и 4 мм в длину) леса стержней в сердечной мышце. Но леса может поддержать рост больших скоплений ткани сердца, Мэдден сказал.
Следующим шагом будет включать в себя изменения времени деградации лесов, так что леса снижается с той же скоростью, что сердечные клетки размножаются и кровеносные сосуды и волокна поддержки роста, а затем имплантировать клетки нагруженные леса в поврежденные сердца.
"Что мы имеем сейчас, это действительно хорошая система идет в блюдо, и мы работаем над переходом его в организме," Madden сказал.
Удар BioTherapeutics, Сиэтле запуска со-основателем Ратнер, Мерри и соавтор Майкл Laflamme, UW доцент патологии, планирует лицензировать технологию, чтобы помочь привести его к пациентам.
Со-авторы Эрик Суссман, Джанет СиУ и Кип Hauch в биотехнологии UW, Сара и Джеймс Dupras Fugate в UW патологии, и Дерек Mortisen, UW выпускник химического машиностроения.
Теги: разбитое сердце , леса
