תא גזע לטיפול טומן בחובו הבטחה כחלופה פוטנציאל פעולות השתלת עצם

מחקר שפורסם השבוע, מחזקת את הערך הפוטנציאלי של בתאי גזע בתיקון פציעות הגדולות הכרוכות הפסד של מבנה העצם.

המחקר מראה כי מתן בתאי גזע על פיגום פולימרי לטיפול שטחים גדולים של העצם החסרה מביא להיווצרות עצם שיפור תכונות מכניות טובות יותר בהשוואה לטיפול עם לבד הפיגום. סוג זה של טיפול רפואי יכולה להיות אלטרנטיבה פוטנציאל פעולות השתלת עצם.

"פציעות עצם מסיבי הם בין הבעיות המאתגרות ביותר כי מנתחים אורתופדים פנים, והם נראים בדרך כלל כתוצאה של תאונות, כמו גם החיילים החוזרים מהמלחמה", אמר המחבר הראשי של המחקר של רוברט Guldberg, פרופסור בבית הספר וודרף ג'ורג'יה טק להנדסת מכונות. "מחקר זה מראה כי קיים מבטיח בטיפול פציעות אלה על ידי אספקת בתאי גזע למקום הפגיעה. אלה פציעות שלא יגלידו ללא התערבות רפואית משמעותית."

פרטי המחקר פורסמו במהדורה המוקדמת של כתב העת PNAS של האקדמיה הלאומית למדעים ב -11 בינואר 2010. עבודה זו מומנה על ידי מכוני הבריאות הלאומיים ואת הקרן הלאומית למדע.

המחקר נערך בחולדות שבו שני עצם פערים eight מילימטרים באורך נוצרו כדי לדמות פציעות קשות. אחת הפער טופלה פיגום פולימרי seeded עם בתאי גזע והשני עם פיגום בלבד. התוצאות הראו כי פציעות שטופלו פיגומים תא גזע הראו צמיחת עצם משמעותי יותר פציעות שטופלו פיגומים בלבד.

Guldberg ואת הנדסת סטודנט לתואר קנת דופון ניסויים פיגומים המכילה שני סוגים שונים של בתאי גזע אנושיים - מח עצם הנגזרות mesenchymal גזע בוגרים תאים נוזל מי השפיר העובר בתאי גזע.

"הצלחנו ישירות להעריך את הפוטנציאל הטיפולי של בתאי גזע אנושיים כדי לתקן פגמים גדולים ידי השתלת עצם אותם עכברים עם מערכת חיסונית מופחתת", הסביר Guldberg, שהוא גם מנהל המכון פטי עבור Bioengineering ו Bioscience באוניברסיטת ג'ורג'יה טק .

Micro-CT מדידות לא הראו הבדלים משמעותיים התחדשות העצם בין שתי הקבוצות בתאי גזע. עם זאת, שילוב של שני סוגי בתאי גזע שיוצרו נפח העצם גבוה משמעותית וכוח לעומת פיגומים ללא הגדלת הסלולר.

אף תא גזע משלוח משופרת באופן משמעותי צמיחת עצם ומאפיינים ביומכנית, זה לא היה מסוגל באופן עקבי לתקן את הפגיעה. שמונה שבועות לאחר טיפול עצם חדשה לגשר על הפערים בארבעה מתשעה פגמים שטופלו פיגומים seeded עם בתאי גזע בוגרים, אחת מתשע ליקויים שטופלו פיגומים seeded עם בתאי גזע עובריים, ואף אחד הליקויים שטופלו בלבד הפיגום.

"חשבנו כי התחדשות התפקודי של פגמים העצם יכול להיות מוגבל על ידי בתאי גזע נודדות הרחק במקום הפציעה, ולכן החלטנו לחקור את גורל והפצה של התאים מועברים", אמר Guldberg.

כדי לעשות זאת, שכותרתו Guldberg בתאי גזע עם ניאון נקודות קוונטיות - בקנה מידה ננומטרי חלקיקים אשר פולטים אור כאשר נרגש על ידי קרינה אינפרא אדום הקרוב - כדי לעקוב אחר התפלגות בתאי גזע לאחר הלידה על הפיגומים והשלים את הניסויים אותם כפי שתואר לעיל .

לאורך המחקר כולו, החוקרים צפו הקרינה משמעותית על תא גזע אתרים הפיגום. עם זאת, בתחילת שבעה עד 10 ימים לאחר הטיפול, אותות הופיעו הפיגום בלבד באתרים. ניתוח נוסף עם immunostaining גילה כי נקודות הקוונטום נוכח הפיגום בלבד האתרים היו הכלול תאים דלקתיים בשם מקרופאגים כי תפסו נקודות קוונטיות שוחרר מתאי גזע מת.

"אמנם מראה הכוללת שלנו ללמוד כי טיפול בתאי גזע יש הרבה הבטחה לטיפול פגמים עצם מסיבי, ניסוי זה מראה כי אנחנו עדיין צריכים לפתח דרך משופרת של מתן בתאי גזע כך שיוכלו להישאר בחיים זמן רב יותר ובכך להישאר הפציעה האתר כבר ", הסביר Guldberg.

החוקרים גילו גם כי נקודות הקוונטום פחתה הפונקציה של בתאי גזע המושתלים ולכן האפקט הטיפולי שלהם. כאשר בתאי גזע תויגו עם נקודות קוונטיות, התוצאות הראו כישלון כדי לשפר את היווצרות העצם או פגמים גשר. עם זאת, ריכוז נמוך זהה של נקודות קוונטיות לא השפיעו על כדאיות התא או את היכולת של בתאי גזע להפוך לתאי עצם במחקרי מעבדה.

"למרות במבחנה במחקרי מעבדה להישאר חשוב, עבודה זו מספקת הוכחה נוספת לכך היטב מאופיין במודלים vivo יש צורך לבחון את היכולת של אסטרטגיות רקמות משובי ביעילות לשלב לשקם את תפקוד אורגניזמים חיים מורכבים", הוסיף Guldberg. "שיטות משופרות של מעקב פולשני תא שלא לשנות את תפקוד התא in vivo יש צורך לייעל את תא גזע אסטרטגיות מסירה להשוות את היעילות של מקורות שונים תא גזע לשחזור רקמות."

Guldberg כעת לחקור שיטות חלופיות מעקב התא, כגון שינוי גנטי בתאי גזע לבטא חלבון פלואורסצנטי ירוק ו / או אנזימים זורח אחרים כגון בלוציפראז. הוא גם חוקר את התוספת של תכנות רמזים על הפיגום כי ינחה את לתאי גזע להתמיין לתאי עצם. אותות אלה עשויים להיות יעילים במיוחד בתאי גזע עובריים, אשר האמין להיות פרימיטיביים יותר מאשר בתאי גזע בוגרים, על פי Guldberg.

לקחי העבודה הנוכחית גם מיושמים כדי לפתח טיפולים יעילים בתאי גזע לפציעות מרוכבים חמורה ברקמות רבות כולל, vasculature עצם, עצב ושריר. עבודה זו מעקב על המתנהל טק גאורגיה המרכז לביו הנדסה מתקדם עבור שרידות חייל בשיתוף עם ראווי Bellamkonda וברברה בויאן, פרופסורים ח 'וולאס קולטר מחלקת הנדסה ביו רפואית באוניברסיטת ג'ורג'יה טק ו אוניברסיטת אמורי.

מקור: המכון הטכנולוגי של ג'ורג'יה מחקר חדשות
Advertisement