Кардиологические пластыри с 3D-биопечатью

Трехмерная биопечать с содержанием стволовых клеток - альтернативный и перспективный подход к лечению ишемической кардиомиопатии. Целью их разработки является поиск эффективного метода восстановления сердечной функции путем омоложения кардиомиоцитов, пострадавших в результате инфаркта миокарда. Этот метод терапии очень молод и притягивает пристальное внимание ученых и исследователей. 
В составе биопечати были попытки использования различных типов стволовых клеток, обладающих сердечным регенеративным потенциалом. Каждый тип показал свои плюсы, наряду с некоторыми ограничениями. Представляем краткий обзор различных стратегий в этом направлении.¹
Стволовые клетки обладают такими свойствами, как пластическая адгезия, самообновление, иммуномодуляция. Они также выделяют факторы роста, которые помогают в восстановлении сердца за счет паракринных эффектов. Для регенерации сердца рассматривается 2 основных типа стволовых клеток:
  • мультипотентные взрослые стволовые клетки;
  • плюрипотентные стволовые клетки.
Мультипотентные взрослые стволовые клетки могут быть получены из костного мозга, периферической крови или резидентных тканей. Стратегия использования взрослых стволовых клеток показала себя осуществимой и безопасной, но клинический эффект в отношении сердечного выброса и функции сердца они дают довольно скромный. Также, будучи взрослыми, стволовые клетки имеют ограниченную репликативную способность и снижающуюся с возрастом способность к регенерации.
Плюрипотентные стволовые клетки (эмбриональные) характеризуются неограниченным самообновлением и способностью к разнонаправленной дифференцировке. Они являются одним из наиболее привлекательных источников для восстановления миокарда. Высокоочищенные кардиомиоциты, происходящие из эмбриональных стволовых клеток человека, демонстрируют повышенную выживаемость и после внедрения продолжают поддерживать региональную и глобальную сократительную функцию сердца, перенесшего инфаркт миокарда. Однако зафиксированы случаи возникновения сопутствующей эктопической аритмии, которая, вероятно, вызвана незрелым фенотипом клеток.
Помимо выбора типа стволовых клеток, важен также выбор метода их введения. При прямой инъекции большинство клеток гибнет. Трехмерная биопечать дает возможность создавать клинически применимые и жизнеспособные аналоги сердечной ткани in vitro с целью доставить клетки к месту инфаркта, привлечь нативные клетки-предшественники для эндогенной регенерации и сохранить геометрию во время ремоделирования.
В качестве основы биопечати сегодня есть опыт применения нескольких составов:
  • альгинат, модифицированный аргинином-глицин-аспарагином, и гиалуроновая кислота/желатин
  • биочувствительная ткань на основе фибрина-желатина
  • гидрогель на основе клеток свиного сердца
Задача основы биопечатного кардиального пластыря - поддержание высокой жизнеспособности стволовых клеток и их активной пролиферации. На сегодняшний день наилучшие результаты демонстрирует новый трехмерный биопечатный кардиальный пластырь на основе децеллюляризованного внеклеточного матрикса с сердечными клетками-предшественниками человека. Инкапсулированные в пластыре клетки-предшественники поддерживали жизнеспособность клеток более 75% с 30-кратным увеличением количества кардиоспецифичных генов, а также повышенный ангиогенный потенциал (более чем в два раза).²
Кардиальные пластыри, содержащие стволовые клетки, являются многообещающим методом для восстановления и регенерации сердца у пациентов с ишемической кардиомиопатией. Однако метод еще не введен в широкую практику, так как не определены оптимальные параметры для обеспечения эффективной функциональной интеграции стволовых клеток с сердцем. Исследования в этом направлении будут продолжаться.
 
Список использованной литературы
 
1. 
 Sanskrita Das,  Hyoryung Nam, and  Jinah Jang. 3D bioprinting of stem cell-laden cardiac patch: A promising alternative for myocardial repair. APL Bioengineering 5, 031508 (2021); https://doi.org/10.1063/5.0030353
 
2. 
Donald Bejleri, Benjamin W. Streeter, Aline L. Y. Nachlas, Milton E. Brown, Roberto Gaetani, Karen L. Christman, Michael E. Davis. A Bioprinted Cardiac Patch Composed of Cardiac-Specific Extracellular Matrix and Progenitor Cells for Heart Repair. https://doi.org/10.1002/adhm.201800672.

Вам может быть интересно

Инфекции, передаваемые половым путем. Новые рекомендации.

Актуальное

Обзор обновленного в июне 2021 года руководства от Центра по контролю за заболеваниями по лечению заболеваний, передаваемых половым путём

Читать статью

Топ-7 подкастов для врачей

Актуальное

Новости из мира доказательной медицины, узнать об изменениях в законодательстве и ознакомиться с мнением экспертов из разных областей медицины.

Читать статью

Сигналы клеток гиппокампа регулируют метаболизм

Актуальное

Установлено регулирующее действие гиппокампа на уровень интерстициальной глюкозы.

Читать статью

Динамика уровня нейрофиламента, как прогностический фактор когнитивных нарушений

Актуальное

Уровни нейрофиламента плазмы могут предсказывать когнитивные нарушения и служить ранним биомаркером болезни Альцгеймера. Новости с ежегодной встречи Американской академии неврологии.

Читать статью

Недорогой аппарат ИВЛ, который можно переносить в руках

Актуальное

В разгар коронавируса правительство Великобритании запустило инициативу по разработке недорогого и компактного аппарата ИВЛ. Сотни энтузиастов включились в процесс и начали собирать устройства прямо у себя дома.

Читать статью

Актуальные темы современной гинекологии

Актуальное

Обзор тем, вынесенных на обсуждение в рамках Научного конгресса Американского общества репродуктивной медицины (ASRM) 2020.

Читать статью

Диета с низким гликемическим индексом улучшает факторы риска диабета

Актуальное

Результаты метаанализа демонстрируют положительное влияние питания с низким гликемическим индексом на контроль сахарного диабета.

Читать статью

Инфекционные осложнения после установки кардиостимуляторов. Новый способ лечения

Актуальное

Исследователи из Америки разработали антибактериальную оболочку для кардиостимуляторов и водителей ритма. Мы разобрались, работает ли она на самом деле.

Читать статью

Несколько слов в защиту кофе

Мифы

Стоит ли запрещать кофе всем пациентам? Рассмотрим данные исследований, продемонстрировавших полезные свойства кофе.

Читать статью

Как часто купать детей с атопическим дерматитом?

Переводы

Можно ли купать детей с атопическим дерматитом ежедневно? Результаты исследования нашли ответ на этот вопрос.

Читать статью

Краткая история борьбы с малярией

Ликбез

История борьбы с малярией насчитывает около двух столетий. В этом видео — о том, как человечество борется с этой проблемой.

Читать статью

Точная медицина. Что это за метод и в чем его суть?

Ликбез

Многие методы точной медицины уже вам известны: это точечная антибиотикотерапия, лечение гемофилии, подбор химиотерапии при раке. Но возможности у метода гораздо шире.

Читать статью

Комментарии: 0

или

чтобы оставить комментарий.

Мы собираем и обрабатываем пользовательские данные, в том числе файлы cookies для оптимизации сайта и подбора для Вас релевантного контента. Нажав «Принять» или оставаясь на сайте, Вы разрешаете их использование. Подробнее: Политика конфиденциальности.

Принять