Një biomaterial i injektueshëm ndihmoi trurin e dëmtuar nga goditja në tru të rekrutonte qeliza imunitare, të rigjeneronte enët e gjakut dhe të rikthente lëvizjen te minjtë. Inxhinierët biomjekësorë në Universitetin Duke kanë krijuar një biomaterial të injektueshëm që mund të ndihmojë trurin të rikuperohet nga dëmtimet e shkaktuara nga një goditje ishemike në tru. Në eksperimentet me minj, materiali e shndërroi zgavrën e krijuar nga humbja e indit të trurit në një mjedis më të favorshëm për shërim.Lexo edhe:Shkencëtarët zbulojnë mekanizmat që drejtojnë formimin e trurit të njeriut para lindjes Trajtimi rekrutoi qelizat imunitare të vetë trupit, nxiti formimin e enëve të reja të gjakut, mbështeti ndryshimet në indin nervor dhe përmirësoi funksionin motorik te kafshët. Sfida e riparimit të indit të trurit pas goditjes në tru Miliona njerëz përjetojnë goditje ishemike në tru çdo vit. Këto goditje ndodhin kur një mpiksje gjaku bllokon qarkullimin e gjakut në një pjesë të trurit. Trajtimet urgjente, të tilla si barnat që shpërbëjnë mpiksjen dhe procedurat që e heqin fizikisht mpiksjen, mund të rikthejnë qarkullimin dhe të ndihmojnë në shpëtimin e indit të trurit që është ende i gjallë. Megjithatë, pasi indi i trurit ka vdekur, rikthimi i qarkullimit të gjakut nuk mund të zëvendësojë atë që tashmë është humbur. Goditjet e rënda në tru mund të shkatërrojnë sasi të konsiderueshme indi, duke lënë një zgavër aty ku më parë ekzistonte indi i shëndetshëm i trurit. Pasi mjekët heqin mpiksjen, rikuperimi varet kryesisht nga rehabilitimi. Rehabilitimi mund të ndihmojë qarqet e mbijetuara të trurit të përshtaten, por nuk e rindërton drejtpërdrejt zonën e dëmtuar. “Pasi indi i trurit është humbur, rikthimi i qarkullimit të gjakut nuk është më i mjaftueshëm,” tha Tatiana Segura, profesoreshë e dalluar Robert Plonsey e Inxhinierisë Biomjekësore në Universitetin Duke. “Qëllimi ynë është të projektojmë hapësirën e dëmtuar në mënyrë që proceset imunitare, vaskulare dhe nervore të riparimit të mund të fillojnë të punojnë së bashku.” Krijimi i një strukture mbështetëse për riparimin e trurit Segura dhe ekipi i saj synuan të krijonin një mjedis brenda zgavrës së krijuar nga goditja në tru, i cili mund të mbështeste disa lloje riparimi njëkohësisht. Ata përdorën MAPS, ose struktura mbështetëse të grimcave mikroporoze të pjekura së bashku. Këto struktura përbëhen nga mikropjesëza individuale hidrogelore që bashkohen për të formuar një strukturë poroze. Hapësirat e hapura u sigurojnë qelizave një kornizë në të cilën ato mund të hyjnë dhe ta përdorin gjatë rindërtimit të indit nervor. Duke u bazuar në sukseset e mëparshme me biomaterialin, studiuesit donin të përcaktonin nëse mund të përdornin gjithashtu sistemin imunitar të trupit për të drejtuar dhe forcuar procesin e riparimit. Për këtë pjesë të strategjisë, ata u përqendruan te astrocitet. Këto qeliza në formë ylli luajnë role të rëndësishme në funksionimin normal të trurit dhe reagojnë shpejt kur truri dëmtohet. Mbajtja e sinjaleve të riparimit aty ku nevojiten Astrocitet komunikojnë me qelizat përreth, pjesërisht duke çliruar vezikula jashtëqelizore, ose EV. Këto paketa jashtëzakonisht të vogla mbartin proteina, lipide dhe material gjenetik që mund të ndikojnë në sjelljen e qelizave të tjera. Studiuesit mblodhën EV nga astrocitet e rritura në laborator dhe i testuan ato me molekula të ndryshme sinjalizuese të krijuara për të tërhequr qelizat imunitare, për të nxitur riparimin e enëve të gjakut dhe për të përmirësuar funksionin. Në vend që thjesht t’i injektonin EV në zonën e dëmtuar, shkencëtarët i lidhën kimikisht ato me sipërfaqet e mikropjesëzave të hidrogelit. Kjo bëri që sinjalet të mbaheshin të përqendruara brenda strukturës mbështetëse, duke u dhënë qelizave që hynin në atë zonë një mundësi më të mirë për t’u përballur me to. “Ne nuk po vendosim thjesht një material në tru,” tha Segura. “Ne po projektojmë një mjedis lokal që mund të koordinojë disa pjesë të përgjigjes së riparimit.” Një kombinim sinjalizues dallohej veçanërisht. IL-4 dhe C1q ishin veçanërisht efektive në tërheqjen e qelizave imunitare potencialisht të dobishme në zonën e dëmtuar. Këto qeliza përfshinin makrofagët, si dhe një popullatë çuditërisht të qëndrueshme neutrofilesh. Roli i papritur i neutrofileve Neutrofilet shpesh lidhen me inflamacionin dhe dëmtimin e indeve gjatë fazave të hershme të një goditjeje në tru. Rezultatet e reja sugjerojnë se roli i tyre mund të jetë më kompleks. Në një fazë më të vonshme pas dëmtimit, dhe kur rrethohen nga sinjalet dhe mjedisi material i duhur, neutrofilet mund të ndihmojnë në mbështetjen e riparimit të indeve. Studiuesit testuan rëndësinë e tyre duke reduktuar popullatën e qelizave imunitare të pasur me neutrofile. Kur e bënë këtë, formimi i enëve të gjakut u ul ndjeshëm dhe struktura mbështetëse pësoi më pak rimodelim. Rezultati tregoi se këto qeliza imunitare po luanin një rol të rëndësishëm në përgjigjen shëruese. “Ky rezultat ndryshon mënyrën se si mendojmë për neutrofilet pas goditjes në tru,” tha Shangjing Xin, shkencëtari kryesor i studimit dhe studiues postdoktoral në Laboratorin Segura. “Roli i tyre duket se varet nga koha kur mbërrijnë, vendndodhja e tyre dhe sinjalet që marrin nga mjedisi përreth. Studimi ynë demonstron një strategji të mundshme inxhinierike për të rekrutuar dhe mbajtur këto qeliza në kohën e duhur.” Enë të reja gjaku dhe rritje nervore Ndërsa qelizat imunitare hynë në zonën e trajtuar, enë të reja gjaku u formuan gjithashtu në të gjithë zgavrën e krijuar nga goditja në tru. Studiuesit gjetën më shumë fibra aksonale si brenda, ashtu edhe përreth zonës së dëmtuar. Aksonet janë struktura thelbësore që u mundësojnë qelizave të trurit të transmetojnë sinjale. Ndryshimet biologjike u shoqëruan me përmirësime në lëvizje. Minjtë e trajtuar me strukturën mbështetëse të optimizuar performuan më mirë në një test të ecjes mbi një rrjetë, i krijuar për të matur gabimet në vendosjen e gjymtyrëve të përparme. Pas tetë javësh, performanca e tyre nuk mund të dallohej statistikisht nga ajo e minjve të shëndetshëm të grupit të kontrollit. Përmirësimi vazhdoi gjithashtu për pjesën e mbetur të studimit. Struktura mbështetëse ishte thelbësore Studiuesit testuan gjithashtu nëse vezikulat jashtëqelizore mund të prodhonin efekte të ngjashme pa strukturën mbështetëse biomateriale. Ato nuk mundën. EV të administruara pa strukturën MAP nuk arritën të prodhonin riparim të krahasueshëm të enëve të gjakut. Ky zbulim sugjeron se biomateriali po bënte më shumë sesa thjesht transportimin e sinjaleve terapeutike në tru. Arkitektura e tij poroze, e kombinuar me aftësinë për të mbajtur sinjalet e EV të përqendruara në zonën e dëmtuar, dukej se ishte thelbësore për përgjigjen e riparimit. Trajtim ende në fazat e hershme Pavarësisht rezultateve premtuese, kjo qasje mbetet në fazën paraklinike. Deri tani, studiuesit e kanë testuar trajtimin në modele minjsh duke e injektuar materialin drejtpërdrejt në zonën e dëmtuar të trurit. Do të nevojiten kërkime të mëtejshme për të vlerësuar sigurinë, për të kuptuar saktësisht se si popullatat e ndryshme të qelizave imunitare ndikojnë në rikuperim dhe për të përcaktuar nëse trajtimi funksionon në modele më të mëdha që i ngjajnë më nga afër goditjes në tru te njerëzit. Studiuesit gjithashtu aktualisht i marrin EV nga astrocitet primare të minjve. Si hap i radhës, laboratori i Segura po heton EV të prodhuara nga astrocitet që rrjedhin nga qelizat staminale pluripotente të induktuara njerëzore. Qeliza të tilla mund të ofrojnë një burim më të lehtë për t’u prodhuar në shkallë më të gjerë dhe më të përshtatshëm klinikisht, ndërsa u japin studiuesve kontroll më të madh mbi sinjalet që përmbahen brenda EV. “Ju nuk e riktheni një ekosistem thjesht duke kufizuar dëmtimin fillestar,” tha Segura. “Duhet të krijoni kushtet që lejojnë jetën të rikthehet. Kështu e mendojmë ne zgavrën e krijuar nga goditja në tru. Materiali nuk synon të riprodhojë vetë trurin, por të krijojë një mjedis ku qelizat e vetë trupit mund të hyjnë, të komunikojnë dhe të marrin pjesë në rindërtimin e indit të vaskularizuar.”/ScienceDaily
