Sebuah faktor pertumbuhan baru secara signifikan meningkatkan kemampuan sel induk khusus yang berasal dari lemak manusia untuk diubah menjadi sel-sel tulang rawan, menurut Duke University Medical Center dan Pratt School of Engineering peneliti.
Faktor pertumbuhan tersebut penting untuk bioteknologi jaringan untuk penggunaan klinis pada manusia, kata para peneliti, karena sel-sel akan perlu tumbuh cepat dan dalam jumlah besar agar praktis. Untuk studi saat ini, serta untuk percobaan terakhir di daerah ini, tim Duke mengisolasi sel-sel khusus, dikenal sebagai manusia sel adiposa yang diturunkan dari induk dewasa (Hadas), dari lemak yang diperoleh selama prosedur sedot lemak, dan kemudian terkena sel ke koktail berbagai faktor pertumbuhan untuk merangsang transformasi mereka ke dalam sel tulang rawan.
Faktor pertumbuhan yang tim Duke digunakan dalam sel Hadas untuk pertama kalinya disebut protein tulang morfogenetik 6 (BMP-6), sebuah protein alami yang terlibat dalam pengerasan, atau ossifying, ujung-ujung tulang panjang lembut yang datang ke dalam kontak dengan tulang rawan.
Para peneliti menemukan bahwa BMP-6 secara signifikan meningkatkan produksi dua penanda biokimia penting dari proliferasi sel tulang rawan. Secara khusus, sel-sel Hadas diperlakukan dengan BMP-6 meningkat 205 kali ekspresi aggrecan, komponen tulang rawan artikular, dan mereka meningkat 38 kali produksi kolagen tipe unik hadir dalam tulang rawan, dibandingkan dengan sel tanpa BMP-6 di koktail.
"Studi kami menunjukkan bahwa pertumbuhan sel Hadas dengan BMP-6 bisa menyediakan jaringan yang dapat digunakan untuk memperbaiki tulang rawan yang rusak," kata Bradley Estes, seorang mahasiswa pascasarjana di Departemen Pratt Bioengineering dan penulis utama dari makalah yang diterbitkan dalam edisi April 2006 jurnal Arthritis dan Rematik . Penelitian tim tersebut didukung oleh Institut Kesehatan Nasional.
"Salah satu pendekatan potensial akan mengambil sel dari pasien dan kemudian mengobati dan menumbuhkan sel-sel di luar tubuh untuk menciptakan jaringan yang bisa ditanam kembali ke dalam sendi," kata Estes. "Strategi lain akan menggunakan teknik rekayasa genetika untuk menyisipkan gen untuk produksi BMP-6 ke dalam sel Hadas dan kemudian menyuntikkan sel-sel ke lokasi kerusakan."
Kerusakan tulang rawan adalah sulit untuk mengobati, kata para peneliti, karena jaringan kekurangan pasokan darah, saraf dan getah bening dan memiliki kapasitas terbatas untuk perbaikan. Strategi saat ini untuk mengobati kerusakan tulang rawan, seperti operasi microfracture atau transplantasi tulang rawan, telah banyak mengecewakan, kata mereka.
Namun, selama lima tahun terakhir, peneliti Duke bawah arahan Farshid Guilak, Ph.D., direktur penelitian ortopedi, telah menyelidiki pendekatan baru untuk mengobati kerusakan tulang rawan. Dalam sistem eksperimental mereka, tim memaparkan sel Hadas untuk koktail berbeda dari nutrisi, vitamin dan faktor pertumbuhan. Ini pemrograman ulang memaksa kimia sel induk untuk kemajuan sepanjang jalan yang berbeda, apakah sel-sel tulang, tulang rawan atau saraf.
Dalam eksperimen terbaru mereka, para peneliti menambahkan BMP-6 ke koktail di mana sel-sel Hadas ditanam di bidang kecil dari karbohidrat kompleks yang dikenal sebagai alginat. Tiga-dimensi perancah yang disediakan oleh bidang alginat mempromosikan diferensiasi sel Hadas diperlakukan ke dalam jaringan tulang rawan.