P1060368

Sposoby naprawiania mięśnia sercowego_____

mf    ^T!^^K0^ ^bad,^ająJ^ró^^{ne p}°^dobne.^{do siebie} metody naprawy ludzkiego mięśnia sercowego. Każda technika

ma pewne zalety, a doświadczenie zdobyte dzięki nim pomaga posuwać się naprzód.

TECHNIKA

Wstrzykiwanie komórek Komórki macierzyste lub prekursorowe wstrzykiwane są w mięsień sercowy przez cewnik lub bezpośrednio w mięsień

■    Niskie przeżycie komórek

■    Komórki nie produkują nowych, funkcjonujących miocytów

■    Łatwe podanie

■    Wstrzykiwane komórki mogą indukować formowanie się macierzy zewnątrzkomórkowej i naczyń krwionośnych

Hodowla tkanki	■ Dość łatwe do hodowli	■ Płytka nie ma unaczynienia,
Kardlomiocyty wzrastaia na cienkich	w laboratorium	możliwe więc są tylko
płytkach, ułożone tak, aby tworzyły	■ Bardziej stabilne niż wstrzyknięcie	cienkie konstrukcje
„łatkę” i są chirurgicznie implantowane	rozdzielonych komórek	■ Bardzo delikatne

■    Struktura podłoża podtrzymuje układ komórek i sprzyja

ich unaczynieniu

■    Zastosowane materiały mogą pobudzać tworzenie się naczyń

■ Odstęp między implantacją a unaczynieniem tkanki powoduje śmierć komórek

Porowate podłoża

Trójwymiarowe podłoża, wytworzone z naturalnych lub syntetycznych polimerów, zasiedlane są komórkami, inkubowane w bioreaktorach, a następnie implantowane chirurgicznie

■    Różne typy komórek mogą być dokładnie umiejscowione

■    Komórki mają swobodę przemieszczania się

i organizowania

■ Pierwsze stadium badań, niepotwierdzona funkcjonalność in vivo

Trójwymiarowe układanie komórek Urządzenie podobne do drukarki atramentowej układa warstwy komórek zawieszone w hydrożelu w potrzebne kształty; konstrukcje takie są hodowane i następnie chirurgicznie implantowane

Wstrzykiwane podłoża Hydrożele z polimerów, same lub zawierające zawiesinę komórek, wstrzykiwane są w serce bezpośrednio lub przez cewnik naczyniowy

■    Łatwe podanie

■    Może pobudzać regenerację, będąc tymczasowym substytutem macierzy zewnątrzkomórkowej ■ Ograniczona kontrola nad formowaniem się nowej tkanki

Obecnie pracujemy więc nad regulowaniem przebiegu an-Igiogenezy za pomocą różnych czynników wzrostu. Największy wpływ na kształt, strukturę i funkcję tkanki dają jednak prace in vitro. Ponadto u pacjentów, u których zawał spowodował pęknięcie ściany serca, potrzebna jest całkowita wymiana jej fragmentu. Powstałą dziurę musimy wypełnić prawdziwą tkanką, impłantacja niezasiedlonego komórkami Ipodłoża nie przyniosłaby w tym wypadku korzyści. Powstaje zatem problem utrzymania przy życiu transplantowanych komórek do czasu wytworzenia się odpowiedniego unaczynie-nia miejscowego. Opierając się na zdobytym doświadczeniu, badamy obecnie możliwość wytworzenia przeszczepu zawczasu unaczynionego.

W tym celu wysialiśmy komórki śródbłonka naczyniowego, które w normalnych warunkach wyściełają ściany naczyń krwionośnych, do podłoża alginianowego i hodowaliśmy je w bio-reaktorze. Zbudowaliśmy w ten sposób włośniczkowe łoże naczyniowe in vitro. Planujemy inkubować komórki śródbłonka razem z kardiomiocytami na tym podłożu, aby spróbować uformować kapilary naczyń włosowatych wewnątrz fragmentu tkanki mięśnia sercowego. Jeśli nam się uda, będziemy musieli jeszcze stwierdzić, czy powstała sieć naczyń włosowatych zacznie funkcjonować po przeszczepieniu do organizmu, a jeśli tak, to jak szybko to się stanie. Jeśli połączenia z lokalnym układem naczyniowym pojawią się w niedługim czasie, szanse na przeżycie przeszczepionej tkanki powinny być duże.

Wielu naukowców, używając bogatego arsenału środków, pracuje nad rozwiązaniem problemu wytworzenia unaczy-nionej tkanki in vitro [patrz: „Inżynieria życia" PANORAMA; Świat Nauki, czerwiec 2004]. Liczymy na to, że nie jesteśmy osamotnieni w swych próbach rekonstrukcji tkanki serca. Jeśli uda się wykorzystać zalety każdej z metod, to wszyscy się czegoś nauczymy i w całej dziedzinie dokona się postęp. Choć zbudowanie żyjącego fragmentu ludzkiego serca może zająć jeszcze następne 15 lat, to z pewnością nie jest już mrzonką.    *

1    Chodzi zapewne o przekształcanie prekursorów czynników wzrostu w ich aktywne postacie.

²    Od 1960 roku stosowany jest do wyrobu całkowicie wchłanialnych nici chirurgicznych.

³    Kwas alginowy ora* jego sole: aiginian sodowy, potasowy, amonowy i wapniowy, są stosowane m.in. jako zagęszczające dodatki E400, E401, E402. E403 j £404 do produktów spożywczych 1 kosmetyków oraz w protetyce stomatolo-gicznej do wykonywania wycisków.

JEŚLI CHCESZ WIEDZIEĆ WIĘCEJ

Tlssue Engineerlng: Current State and Perspectives. Erin Lavlk i Robert Langer; Applied Mlcrobiology and Biotechnology, tom 65, nr 1, s. 1-8; VI1/2004.

Myocardial Tlssue Engineerlng; Creating a Muscle Patch for a Woun-ded Heart. Jonathan Lear i Smadar Cohen; Annals of the New York Aca-demy of Sciences, tom 1015, s. 312-319; V/2004.

Tailorlng the Porę Architecture in 3-D Alginate Scaffolds by Controlling the Freezing Reginie during Fabrication. Sharon Zmora, Rachel Glickls i Smadar Cohen; Biomaterials, tom 23, s. 4087-4094; X/2002.

GRUDZIEŃ 2004 ŚWIAT NAUKI 31