Yeni Bir Biyomateryal, Hayvanlarda Kalp Krizi Hasarını İyileştirdi

Kaliforniya Üniversitesi, San Diego laboratuvarında resmedilen yeni bir biyomateryal, kalp krizinden sonra dokuyu iyileştirmek için damarlardan enjekte edilebilir. DAVİD BAİLLOT/KALİFORNİYA ÜNİVERSİTESİ, SAN DİEGO

Yeni Bir Biyomateryal, Hayvanlarda Kalp Krizi Hasarını İyileştirdi Sıradaki İnsan Olabilir

Kalp krizinden hemen sonra kalbe iletilen yeni bir biyomateryal, hasarlı dokuyu içten dışa doğru iyileştirebiliyor.

Kaliforniya Üniversitesi, San Diego laboratuvarında resmedilen yeni bir biyomateryal, kalp krizinden sonra dokuyu iyileştirmek için damarlardan enjekte edilebilir. DAVİD BAİLLOT/KALİFORNİYA ÜNİVERSİTESİ, SAN DİEGO

Kalp krizleri kalp kası dokusunu öldürür, kalpte yara izi bırakır ve altı saat sonra kalıcı hasar bırakır. Hasar, kalbin düzgün çalışmasını engeller. Bir kalp krizinden hemen sonra hasarlı dokuyu iyileştirmeye başlamanın bir yolu olsaydı, doktorlar yara dokusunun gelişip daha da kötüleşmesinin önleyebilirdi.

San Diego’daki California Üniversitesi’nde biyomühendis olan Karen Christman, “İdeal bir dünyada, bir hasta kalp krizi geçirdiğinde, dokunun bir kısmını kurtarmaya ve rejenerasyonu desteklemeye çalışmak için hemen tedavi edersiniz” diyor.

Bu idealin peşinde koşmak, Christman’a ve bir araştırma ekibine biyomateryal geliştirmek için ilham verdi. Kemirgenlerde ve domuzlarda, kalp krizinden hemen sonra doku hasarını onarıyor ve iltihaplanmayı azaltıyor gibi görünüyor, Christman ve meslektaşları 29 Aralık’ta Nature Biomedical Engineering’de rapor ediyorlar.

a , İzole sol ventrikül miyokardı parçalara ayrılır. b , %1 sodyum dodesil sülfat içinde sürekli ajitasyondan sonra hücresizleştirilmiş ECM. c , Liyofilize ve öğütülmüş ECM. d , Sıvı sindirilmiş ECM hidrojel. e , Santrifüjlemeden sonra Fraksiyone ECM hidrojeli: (1) süpernatan düşük moleküler ağırlıklı fraksiyon (iECM) ve (2) yüksek moleküler ağırlıklı pelet. f , Liyofilize (solda) ve yeniden süspanse edilmiş (sağda) iECM. g , iECM’nin deri altı enjeksiyonu ve jelleşmesi. h , i , ECM hidrojelinin ( h ) ve iECM’nin ( i ) yerinde jelleşmeyi takiben nano lifli mimarisini gösteren SEM görüntüleri. Ölçek çubuğu, 5 µm.j – p , iECM’nin Karakterizasyonu . j , k , iECM’ye karşı sıvı ECM hidrojelinin optik ölçümleri. iECM, salinden optik özelliklerde minimum farklılıklar gösterirken, ECM hidrojeli artan absorbans ve azalan geçirgenliğe sahipti. j , iECM, ECM hidrojel ve salinin absorbans taraması. k , iECM, ECM hidrojel ve salinin hesaplanan geçirgenliği. l , nano ölçekli fibriler mimariyi (sarı oklar) gösteren çözelti içindeki iECM’nin kriyojenik transmisyon elektron mikroskobu görüntüsü. Beyaz ok uçları buzu gösterir. Ölçek çubuğu, 100 nm. M, Ladder (tam aralıklı RPN800E, şerit 1), kollajen (şerit 2), ECM hidrojel (şerit 3) ve iECM’nin (şerit 4) poliakrilamid jel elektroforezi, yüksek moleküler ağırlıklı (>200 kDa) peptitlerin/proteinlerin tükendiğini gösteriyor iECM’de. n , sGAG içeriği iECM’de ( n  = 9, 2 gruptan örneklenen 9 şişe) ECM hidrojeline ( n  = 15, 2 gruptan örneklenen 15 şişe) kıyasla anlamlı derecede düşüktü. **** P  < 0.0001. o , dsDNA içeriği, iECM (  2 gruptan örneklenen n = 7, 7 şişe) ve ECM hidrojel ( n  = 5, 2 gruptan örneklenen 5 şişe) arasında önemli ölçüde farklı değildi . p , Toplam RNA içeriği iECM’de önemli ölçüde daha düşüktü ( n = 3 parti) – ECM hidrojeli ( n  = 3 parti). ** P  = 0.002. q – s , iECM’nin insan kanı ve trombosit açısından zengin plazma ile hemouyumluluğu (  tüm gruplar için n = 4). q , Protrombin zamanı. **  Tuzlu su ile karşılaştırıldığında P = 0,004;  iECM 1:1 ile karşılaştırıldığında + P = 0,02. r , Kırmızı kan hücresi kümelenme indeksi. **** P  < 0,0001 saline kıyasla; ***  Tuzlu su ile karşılaştırıldığında P < 0.001; ++++  iECM 1:1 ile karşılaştırıldığında P < 0,0001. s , Agonistlerin eklenmesini takiben trombosit agregasyonu: ADP 3 mM: ** Tuzlu su ile karşılaştırıldığında P = 0,002,  iECM 1:1 ile karşılaştırıldığında ++ P = 0,009; ADP 1 mM: * P  = 0.02 saline kıyasla; EPI: *  Tuzlu suya kıyasla P = 0,02, **  Tuzlu suya kıyasla P < 0,007. Her parametre için standart aralıklar kesikli çizgilerin altında belirtilmiştir ve veriler biyolojik kopyalardır. Veriler ortalama ± sem n – p, iki kuyruklu eşleştirilmemiş t testi kullanılarak değerlendirildi . q – s , Tukey post-hoc testi ile tek yönlü ANOVA kullanılarak değerlendirildi.

Araştırmaya dahil olmayan Stanford Üniversitesi’nden bir biyomedikal alanından bilim insanı olan Vimala Bharadwaj, “Bence çok fazla potansiyeli var. Makale yapmaya çalıştıkları şey için kesinlikle iyi bir kavram kanıtıdır” dedi.

Daha önce araştırmacılar, vücut yağından elde edilen kök hücrelerin kemikleri, kasları ve kalbi iyileştirmek için kullanılabileceğini bulmuşlardı. Christman, “Kalp kası dokusundaki hücrelere yapısal destek sağlayan proteinlerin kafesi olan hücre dışı matris ile çalışmak istedi. Kök hücreler gibi, rejeneratif yetenekleri var ve çok daha ucuz” diyor.

2009’da Christman’ın ekibi bu matristen parçacıklar kullanarak bir hidrojel üretti. Sıçanlarda ve daha sonra insanlarda yapılan denemeler, malzemenin hasarlı bölgelere bağlandığını ve hücre onarımını ve büyümesini desteklediğini gösterdi. Bununla birlikte, nispeten büyük hidrojel parçacıkları, kalbe yalnızca bir iğne aracılığıyla iletilebilirdi.

Christman, “Kalbe iğne batırmak ritim bozukluğunu tetikleyebilir” diyor. Bu tedaviyi kullanmak için doktorların kalp daha stabil hale gelene ve bu düzensiz kalp atışlarının olasılığı azalana kadar birkaç hafta beklemesi gerekir. Ve bu, yara izini önlemek için çok geç olacaktı.

Ekip önceden oluşturulmuş hidrojeli aldı, daha büyük parçacıkları bir santrifüjle eleyerek yalnızca nanoparçacıkların kalmasını sağladı ve karışımı seyreltmek için su ekledi. Bu, damardan kalp kan damarlarına iletilecek kadar ince bir malzeme yarattı.

Ekip, nanopartiküllerin boyutuna dayanarak, karışımın kalp krizinin neden olduğu kalp kan damarlarındaki boşluklardan kayarak çevredeki dokuya yapışmasını bekliyordu. Oradayken, kalp iyileşirken koruyucu bir bariyer oluşturacaktı.

Bunun yerine hayvan deneyleri, hücre dışı matris malzemesinin sızdıran damarlara bağlandığını, bazı enflamatuar hücrelerin kalp dokusuna hareket etmesini ve daha fazla hasara neden olmasını önlediğini gösterdi. Ekip, malzemenin kalpteki iltihaplanmayı azalttığını ve hücre büyümesini teşvik ederek iyileşme sürecini uyardığını bildirdi.

Biyomateryali klinik deneylere hazır hale getirmek için daha fazla güvenlik çalışmasına ihtiyaç duyulacaktır. İnsanlardaki ilk deneme büyük olasılıkla kalp krizi sonrası kalp dokusunu onarmak için olacak. Christman, “Motivasyonumun çoğu, şeyleri laboratuvardan gerçek dünyaya taşımaktır” diyor.

Christman, biyomalzemenin bir başka gerçek dünya uygulamasının, travmatik bir yaralanmadan sonra beyin de dahil olmak üzere diğer erişilmesi zor organlardaki sızdıran kan damarlarının tedavisi olabileceğini belirtiyor.

Bharadwaj, bu uygulamayı potansiyel olarak umut verici bulsa da biyomateryalin travmatik bir yaralanmadan sonra beyindeki baş ağrılarını ve bilişsel veya hafıza eksikliklerini iyileştirip iyileştirmediğini görmek için testlere ihtiyaç olduğunu söylüyor. Gerçekten etkili bir TBI tedavisi olup olmadığını ölçmek için bu gereklidir.

Yazan: İlknur YEŞİLYURT

Alıntılar

M.T Spang et al. Intravascularly infused extracellular matrix as a biomaterial for targeting and treating inflamed tissues. Nature Biomedical Engineering. Published online December 29, 2022. doi: 10.1038/s41551-022-00964-5.

Cells from fat mend bone, cartilage, muscle and even the heart, 09.03.2016, Science News

Intravascularly infused extracellular matrix as a biomaterial for targeting and treating inflamed tissues, 29.12.2022, Nature

YouTube Kanalımız

İlknur Yeşilyurt hakkında 152 makale
Biyoteknolog ve Moleküler biyolog. Astronomi, yeşil enerji, genetik, nanoteknoloji, biyosensörler ve biyoçözünürlük/biyouyumluluk konularına meraklı. Bilim ve kitap tutkunu.

İlk yorum yapan olun

Bir yanıt bırakın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.


*