Клеточная терапия долгое время рассматривалась как альтернативный вариант лечения пациентов с рядом заболеваний, вызванных недостаточностью органов и тканей, включая сердечный приступ, диабет, роговичную слепоту и муковисцидоз. Теоретически это прекрасно, но на практике эти методы лечения демонстрируют ограниченный клинический успех во многих случаях из-за низкой жизнеспособности клеток после инъекции, а также плохого удержания в месте инъекции и приживления трансплантата в поврежденной ткани. Текущие исследования под руководством Рашель Пальческо и Адама Файнберга изучают использование нового метода доставки клеток, чтобы помочь клеткам прилипать и оставаться там, где они больше всего нужны.
Ежегодно в Соединенных Штатах проводится более 50 000 операций по пересадке роговицы, что является впечатляющей статистикой, превышающей количество трансплантаций всех других солидных органов вместе взятых. В новом исследовании, опубликованном в Communications Materials, CMU и Университет Питтсбурга предлагают использовать небольшой пакет эндотелиальных клеток роговицы в термоусадочной пленке в качестве потенциальной альтернативы трансплантации роговицы, когда низкая плотность эндотелиальных клеток является причиной слепоты роговицы.
Эндотелий роговицы (ЭР) представляет собой единый слой клеток, который выстилает заднюю поверхность роговицы и отвечает за поддержание надлежащей толщины и прозрачности роговицы. Почти половина всех трансплантаций роговицы происходит из-за отказа CE, в первую очередь из-за потери клеток, которые не могут реплицироваться для восстановления повреждений или травм.
В то время как существуют некоторые методы лечения недостаточности CE, хроническое отторжение и ограниченное количество доноров мотивировали разработку новых методов введения клеток CE для репопуляции эндотелия роговицы и восстановления функции. До сих пор большинство подходов требовало удаления существующих CE путем соскоба или криогенного повреждения роговицы, чтобы обеспечить место для прикрепления доставленных клеток.
«Вы можете себе представить, если вы пытаетесь взять здоровую клетку и поместить ее во враждебную ткань, она не захочет там оставаться», — объяснила Рашель Пальческо, научный сотрудник специального факультета биомедицинской инженерии. «У нас был эталон эффективного применения термоусадочных клеток в роговице, основанный на некоторой работе, проделанной группой в Японии, и мы знали, что можем улучшить его. Мы смогли показать, что можем эффективно упаковывать клетки и заставить их интегрироваться в ткани высокой плотности, не вызывая каких-либо повреждений или удаления каких-либо клеток. Наша технология может улучшить клеточную терапию и помочь клеткам прилипать и оставаться там, где мы хотим».
В методе группы используется термоусадочная упаковка островков эндотелиальных клеток роговицы с микроузором в базальном мембраноподобном слое внеклеточного матрикса , который позволяет клеткам сохранять свои межклеточные соединения и структуру цитоскелета в суспензии. В серии исследований небольшие пакеты клеток продемонстрировали способность быстро приживаться в интактных монослоях эндотелия роговицы высокой плотности.
«Основная часть моих исследований была связана с лечением слепоты роговицы, однако мы считаем, что эта технология имеет большой потенциал для применения в других областях тела», — сказал Пальческо. «Наша группа в лаборатории исследует, как применить эту технологию для лечения кистозного фиброза или доставки клеток после сердечного приступа».
«Представьте, что отказ органа можно предотвратить простой инъекцией в пораженную ткань, а не ждать трансплантации, которая может никогда не произойти», — сказал Адам Файнберг, профессор биомедицинской инженерии, материаловедения и инженерии. «Это действительно захватывающий потенциал технологии по мере ее дальнейшего развития и проверки. И мы благодарны за поддержку Национального института здравоохранения и Фонда муковисцидоза в финансировании этого исследования».
Пальческо добавил: «Это простая, эффективная технология — она не слишком продумана; мы просто упаковываем эти клетки в маленькие пакеты. Я считаю, что мы можем пойти дальше и помочь многим людям».
