Bu çalışma, klinik olarak kas yamaları hakkında hayvanlar üzerinde yapılan ilk geniş çaplı çalışmadır.
Laboratuvar ortamında oluşturulan büyük insan kalbi kası yamaları, ilk defa kalp krizi alanında test edildi. Bu kliniksel yaklaşım kalp kası yamalarının önemli derecede kalp krizi yaralanmalarını iyileştirdiğini gösterdi. Sonuçlar, kalp yetmezliğine yol açan patolojiyi azaltmak için ölü kalp kası bölgesi üzerine kalp-kas yamalarını dikerek insanlardaki kalp krizi tedavisinde hedefe bir adım daha yaklaşıldığını gösteriyor.
Araştırma, UAB Tıp Fakültesi ve UAB Mühendislik Fakültesi ortaklığında Birmingham Biyomedikal Mühendisliği’ndeki Alabama Üniversitesi’nden Jianyi “Jay” Zhang, M.D., Ph.D. liderliğinde yapılmıştır.
Her yama 1.57 x 0.79 inç boyutunda ve neredeyse bir madeni para kalınlığındadır. Zhang ve meslektaşları, bu yamalardan ikisinin bir domuz kalbindeki ölü hücre alanına nakledilmesinin, kalbin sol ventrikülünün, büyük pompalama odasının işlevini önemli ölçüde geliştirdiğini buldu. Yamalar aynı zamanda, ölü kas, kalp kası duvar gerimi ve kalp kası genişlemesinin alanı olan enfarktüsün boyutunu önemli derecede azaltmasının yanında, kalp kası çevresindeki yara izi alanındaki programlı hücre ölümü veya programlanmış hücre ölümünü önemli ölçüde azaltır. Dahası, bu yamalar kalp ritim bozukluğu başlatmazken, kalp krizlerini tedavi etmek için kullanılan bazı biyomedikal tasarımlı yaklaşımlarında ciddi bir komplikasyon gözlemlendi.
Yamaların başarıya ulaşmasının bir anahtarı nasıl tasarlandığıdır.
Her yama, 4 milyon kardiyomiyosit veya kalp kas hücresi, kardiyomiyositlerin hayatta kalmasına ve mikro ortamda işlev görmesine yardımcı olduğu bilinen 2 milyon iç damar zarı hücresi ve kan damarlarını sıraya dizen 2 milyon düz kas hücresi gibi üç hücre tipinin karışımıdır. Bu üç hücre tipi, deri hücrelerinden veya diğer hücre türlerinden yaratılan hiPSC’leri kullanmak yerine kardiyak köklü, insan kaynaklı pluripotent kök hücreler veya hiPSC’lerden ayırt edildi.
Her bir yama, bir hafta boyunca ileri-geri salınan üç boyutlu bir fibrin ağına yetiştirildi. Hücreler bir gün sonra senkronize bir şekilde atmaya başladı.
Üç hücre tipinin karışımı ve dinamik sallama, dinamik olarak sallanmayan hücrelerin tek katmanından yapılan yamalarla karşılaştırıldığında üstün kalp-kası fizyolojik fonksiyonu ve kontraktil kuvvet ile daha olgun olan, daha fazla kalp kası üretti. Yamalar fizyolojik ve kasılma özelliklerinde, doğal kalp-kas dokusunu andırıyordu.
HİPSC’leri kalp krizlerinin hayvan modellerini tedavi etmek için kullanmaya yönelik geçmiş girişimler, çok ince bir film olarak yetiştirilen hücrelerin veya hücrelerin enjeksiyonu hiPSC’ler tarafından çok düşük hayatta kalma oranları veya yaşama oranlarını göstermiştir. Mevcut çalışmada, organ naklinden dört hafta sonra yüzde 10.9 gibi nispeten yüksek bir yamanma oranı vardı ve bu nakil kalp iyileşmesinde gelişme sağlanmıştır.
Yamaların yararlı etkilerinin bir kısmı, eksosomlar adı verilen, yamalardaki hücrelerden gelen küçük kabarcıkların salınması yoluyla ortaya çıkabilir. Bir hücreden diğerine protein ve RNA taşıyan bu eksosomlar, hücreler arasında tam olarak anlaşılmayan yaygın bir sinyal yöntemidir. Doku kültürü deneylerinde, araştırmacılar, eksosomların geniş kalp-kas yamalarından salındığını buldular.
Buna ek olarak, yamalar kalpteki enfarktüs alana bitişik kalp-kas dokusunun sarkomerlerinde protein fosforilasyonundaki zararlı değişiklikleri önlemek veya tersine çevirmek için ortaya çıktı. Bu sonuç, hiPSC kaynaklı kalp hücrelerinin sarkomerik proteinlerin fosforilasyon durumlarındaki uygunsuz değişiklikleri azaltarak kalp krizinden sonra kasılabilir olarak işlev görebileceğini öne süren ilk araştırmadır. Sarkom, kalp-kas hücresi kas lifindeki kasılabilir birimdir.
Kaynak: https://www.sciencedaily.com/releases/2018/01/180110163502.htm
Çeviri: Ayşe Yılmaz