С 2009 ученые ввели, переселились и настоялись, миллионы различных типов стволовой клетки получили лечение в умирающие человеческие сердца с целью изменения болезни сердца – но до сих пор, результаты были смешаны.«Мы видели много дразнящих данных за эти годы, но также и много изменчивости в результатах. У некоторых людей есть маленькая прибыль, в то время как другие ничего не получают», говорят Махмуд Хан, М. Фарм, доктор философии, ученый из Научно-исследовательского института Сердца и Легкого Дэвиса в Медицинском центре Университета штата Огайо Wexner. «Мы все еще не знаем точно, как стволовые клетки работают, чтобы излечить сердце.
Но мы действительно знаем, что 90 процентов стволовых клеток умирают или исчезают в течение первых четырех дней после пересадки, таким образом, их потенциал, вероятно, не полностью реализуется».Поскольку ученые по всей стране спешат с клиническими испытаниями, чтобы определить сердечный режим стволовой клетки, который может получить одобрение FDA, доктор Хан и исследователь Неотложной медицинской помощи Марк Ангелос, Мэриленд, приближаются к проблеме от другой точки зрения: находить способы сделать стволовые клетки более вероятно, чтобы пережить неприветливую микросреду травмированного сердца.
«У поврежденного сердца есть области плохого кислородонасыщения и кровотока. Это не дружественное место для стволовых клеток, чтобы процветать», сказал доктор Марк Ангелос, Заместитель председателя Исследования в Отделе Неотложной медицинской помощи в Огайо Государственный Медицинский колледж. «Развивая методы, которые улучшают доставку стволовой клетки и выживание, мы надеемся, что терапия будет в состоянии привести к более последовательным и большим преимуществам».Метод предварительной обработки останавливает сердечное самоубийство клеткиВ течение часов и спустя дни после сердечного приступа, умирает лишенная кислорода ткань в сердце, и химические посыльные приказывают поврежденным клеткам самоликвидироваться.
Обычно считается, что оптимальное окно для поставки основанных на стволовой клетке методов лечения в это время, когда стволовые клетки могли бы иметь шанс сорвать процесс модернизации и предотвратить отчасти царапание, которое в конечном счете приводит к постоянной сердечной недостаточности.«Это, вероятно, лучшее и худшее время, чтобы поставить методы лечения стволовой клетки.
Мы буквально посылаем их в поле битвы, где есть минимальный кислород, и гены говорят клеткам самоликвидироваться», сказал доктор Хан.Доктор Хан говорит, что 30% всех кодирующих белок генов млекопитающих отрегулированы microRNAs (miRNAs), одноцепочечные молекулы РНК приблизительно 22 нуклеотида в длине.
Исследование показало, что у miRNAs есть большой потенциал как терапевтическая цель обработки количества болезней включая сердечно-сосудистое заболевание. Измененное выражение miRNAs, такого как Мир 1, Мир 133, Мир 21 и Мир 208, как показывали, способствовало развитию болезни сердца. Исследователи заточили в на Мире-133a, который, кажется, играет роль в замедляющемся фиброзе и сердечной модернизации.
Значительно, уровни Мира-133a снижены у людей, которые перенесли сердечный приступ.Исследовательская группа выдвинула гипотезу, что, если они могли бы увеличить уровни Мира-133a в стволовых клетках, поскольку они культивированы, они могли бы быть в состоянии предварительно программировать клетки, чтобы выжить.
Поддержанный экспериментальным грантом от Центра штата Огайо Клинической и Переводной Науки (CCTS), команды, полученной биотехнологическими методами молекула, чтобы побудить мезенхимальные стволовые клетки (MSCs) производить miRNA-133a. Когда пересажено в модель животных сердечной ишемии, предварительно рассматриваемый MSCs показал улучшенное выживание по необработанному MSCs.«Мы нашли, что предварительно рассматриваемый MSCs сделал лучшую работу при уменьшении глобального повреждения сердца, наряду с улучшением лево-желудочковой толщины стенок по сравнению с невылеченным MSCs», сказал доктор Ангелос. «MSCs – обычно используемый тип клетки в текущих исследованиях сердечной недостаточности, таким образом, наши результаты определенно относятся к той работе».
Результаты команды были изданы в мартовском выпуске Журнала Сердечно-сосудистой Фармакологии.Лейкопластырь нановолокна для разбитых сердецРаботая над способами увеличить выживание стволовой клетки, исследователи также занялись другим столкновением проблемы стволовые клетки – как помочь им беспрепятственно функционировать вместе с существующей сердечной тканью.
В настоящее время большинство стволовых клеток выращено на плоской чашке Петри и или введено непосредственно в сердце – обычно на периферии ткани шрама – или вселено в сердце через артерию. В то время как большинство этих стволовых клеток или умирает или распространяется всюду по телу, успешно пересаженные стволовые клетки иногда непреднамеренно прерывают сердечную функцию.
«Сердце – постоянно перемещение, связанная матрица мышечных волокон, сотрудничающих, чтобы сделать сердечный насос в синхронизации», сказал доктор Ангелос. «Пересаженные стволовые клетки могут не выровнять с родной тканью, потенциально разрушив или уменьшив сигналы, которые держат устойчивое сердцебиение. Есть доказательства, что это могло способствовать аритмиям».
Чтобы создать более безопасную окружающую среду, в которой стволовые клетки могут привить – и та, которая более тесно напоминает здоровую сердечную ткань, доктор Хан и доктор Ангелос использовали biodegradeable нановолокно «участок», отобранный с полученными кардиомиоцитами человеческих индуцибельных плюрипотентных стволовых клеток (hiPSC-CMs). В то время как много типов стволовой клетки доступны, исследователи использовали hiPSC-CMs, потому что эти клетки терпеливы, произошел и мог использоваться для модернизации болезни и взятой у той же особи пересадки стволовых клеток в пациентах с провальными сердцами.Выровненный участок нановолокна и стандартная чашка Петри были и отобраны с hiPSC-CMs, и затем оба были сравнены для передачи сигналов кальция и синхронного избиения. В течение двух недель обе культуры стволовой клетки спонтанно бились как миниатюрное сердце.
Однако линейное зерно нановолокна сформировало выровненный образец клеток, который смотрит – и функции – больше как здоровая сердечная ткань.«Кардиомиоциты, культивированные на плоской пластине, рассеяны и дезорганизованы.
Кардиомиоциты, выращенные на лесах нановолокна, больше походят на здоровые сердечные клетки, бьются более сильно и в большей синхронности, чем клетки от плоской пластины», сказал доктор Хан. «Затем, мы надеемся использовать то, что мы учились из этого исследования развивать более массивный, многослойный участок, который мог помочь восстановить тонкий и ослабил сердечные стены».Доктор Хан и доктор Ангелос видят большой потенциал для будущих клинических заявлений лечить пациентов с сердечной недостаточностью, перевязывая поврежденную сердечную мышцу с нановолокном сердечный участок.
Они говорят, что также возможно, что они могли когда-нибудь объединить microRNA метод предварительной обработки и участок, чтобы дать стволовым клеткам повышение выживания наряду с защитной структурой, чтобы улучшить результаты.