Исследователи делают искусственные сухожилия в лаборатории из стволовых клеток человека

Исследователи из Tokyo Medical and Dental (TMDU) в лаборатории разрабатывают искусственные сухожилия из стволовых клеток человека, которые могут восстанавливать распространенные травмы сухожилий, такие как разрывы ахиллова сухожилия.

Сухожилия — это ткани, которые соединяют мышцы с костями и важны для передвижения и передвижения. Повреждения сухожилий очень распространены, миллионы людей, особенно спортсмены, страдают от них во всем мире, и восстановление может занять несколько месяцев, что сильно влияет на качество жизни. Кроме того, хотя существует множество вариантов лечения, ни один из них не является идеальным, а многие приводят к боли, снижению иммунитета или длительной неэффективности лечения. Следовательно, необходима новая терапевтическая стратегия восстановления сухожилий.

В исследовании, опубликованном в Журнал тканевой инженерии В январе 2022 года исследователи из Токийского медицинского и стоматологического университета (TMDU) успешно стимулировали стволовые клетки человека для создания искусственной ткани, похожей на сухожилие, которая имитирует свойства сухожилий и обеспечивает заметное улучшение реконструкции сухожилия на модели разрыва сухожилия мыши.

Человек Включает плюрипотентные стволовые клетки, или hiPSCs, являются особыми стволовыми клетками, которые могут быть получены из любых взрослых клеток и могут быть дифференцированы в любой тип специализированных клеток. «Используя hiPSCs с Mohawk (Mkx), мы можем производить искусственную ткань сухожилия». Объясняет Хироки Цуцуми, ведущий автор исследования. Mohawk представляет собой фактор транскрипции, который усиливает экспрессию генов, участвующих в формировании сухожилий, и, таким образом, стимулирует дифференцировку стволовых клеток в клетки сухожилий. Затем эти стволовые клетки, экспрессирующие ирокез, помещали в специализированную систему трехмерного культивирования, которая оказывает механическое воздействие на клетки по мере их роста. Это имитирует условия роста сухожилий и способствует выравниванию и регуляции клеток, позволяя формировать ткани, подобные сухожилиям.

Затем исследовательская группа протестировала искусственное сухожилие на крысиной модели разрыва сухожилия. Результаты были захватывающими. Через шесть недель после трансплантации искусственное сухожилие имело механические свойства, аналогичные нормальному неповрежденному сухожилию мыши. Кроме того, трансплантированная сухожильная ткань была способна рекрутировать и мобилизовать сухожильные клетки хозяина, которые могли быть более вовлечены в процесс восстановления. Это подтверждает хорошую интеграцию тканей.

Мы продемонстрировали, что биосухожилия, полученные из индуцированных человеком плюрипотентных стволовых клеток, обладают механическими и биологическими свойствами, подобными нормальным сухожилиям, и могут быть полностью включены в мышиную модель после хирургической операции по пересадке, что делает ее привлекательной стратегией для клинического применения при травмах сухожилий. Следующим шагом на пути к клиническому применению будет их тестирование на крупных животных моделях для оценки их потенциала в качестве биоматериалов в более широком масштабе. «

Хироши Асахара, ведущий автор исследования

Эти многообещающие результаты указывают на то, что новая медицинская стратегия восстановления сухожилий может быть доступна клинически в будущем.