ჰარვარდის უნივერსიტეტის მკვლევართა ჯგუფმა შექმნა ინოვაციური პლატფორმა, რომელმაც შესაძლებელი გახადა გულის დაზიანებული ქსოვილის აღდგენის ერთ-ერთი მთავარი გამოწვევის გადაჭრა: გადანერგილი ღეროვანი უჯრედების სინქრონიზაცია პაციენტის მშობლიურ გულის უჯრედებთან.
ათწლეულების განმავლობაში, პაციენტის ღეროვანი უჯრედებიდან გაზრდილი გულის კუნთის უჯრედები (hiPSC-CMs) იმედისმომცემად მიიჩნეოდა გულის შეტევისა და გულის უკმარისობის შემდეგ ორგანოს აღსადგენად. თუმცა, ამ უჯრედების გადანერგვას ხშირად თან ახლდა არითმიის რისკი, რადგან ახალი უჯრედები ვერ ახერხებდნენ სათანადო ინტეგრაციას მასპინძელი ქსოვილის რიტმთან.
ჰარვარდის ინჟინერიისა და გამოყენებითი მეცნიერებების (SEAS) და ღეროვანი უჯრედების ბიოლოგიის დეპარტამენტების ერთობლივი კვლევის ფარგლებში, მკვლევრებმა, პროფესორ ჯია ლიუს ხელმძღვანელობით, შეიმუშავეს პირველი პლატფორმა, რომელიც ორგანიზმში გადანერგილი უჯრედების მომწიფების, კომუნიკაციისა და სინქრონიზაციის უწყვეტ მონიტორინგს ახორციელებს.
მკვლევრებმა გამოიყენეს სპეციალური „მაღალტექნოლოგიური მინი-ორგანოები“. წარმოიდგინეთ, რომ ეს არის გულის ქსოვილის მცირე, ხელოვნურად გაზრდილი ნაჭრები (ორგანოიდები), რომლებშიც წინასწარ ჩააშენეს ძალიან წვრილი, მოქნილი ელექტრონული სენსორები (ნანოელექტრონიკა), როგორც მინიატურული მავთულები.
ეს სენსორებიანი მინი-ნაჭრები (კიბორგ ორგანოიდები) შემდეგ გადანერგეს ცოცხალ ორგანიზმში (in vivo). ჩანერგვის შემდეგ, ეს სენსორები მათ საშუალებას აძლევდა, ჩაეწერათ და მუდმივად ედევნებინათ თვალყური, როგორ ატარებენ ელექტრულ იმპულსებს გადანერგილი უჯრედები – ანუ, როგორ ფეთქავენ და როგორ ურთიერთობენ ისინი მასპინძელი გულის რიტმთან რეალურ დროში.
ამ უნიკალური ტექნოლოგიის გამოყენებით, შესაძლებელი გახდა გადანერგილი უჯრედების ელექტრული აქტივობის იზოლირება ბევრად უფრო ძლიერი მასპინძელი გულის სიგნალებისგან. ეს მკვლევრებს საშუალებას აძლევდა, ზუსტად დაედგინათ, რომელი უჯრედები ვარდებოდა რიტმიდან. აქამდე არ არსებობდა მეთოდი, რომელსაც შეეძლო ასეთი მაღალი გარჩევადობით ეჩვენებინა, რა ხდებოდა გადანერგილი ქსოვილის შიგნით.
პლატფორმის გამოყენებით, მეცნიერებმა შეამოწმეს სხვადასხვა საშუალება გადანერგილი უჯრედების ინტეგრაციის გასაუმჯობესებლად. მათ შორის გამორჩეული შედეგი აჩვენა თვითაწყობადმა პეპტიდმა RADA16.
ეს პეპტიდი, რომელიც უკვე დამტკიცებულია სამედიცინო გამოყენებისთვის, საყრდენის (scaffold) როლს ასრულებს. გადანერგვამდე ის ერევა გულის უჯრედებს და ქმნის პატარა, დამხმარე ბოჭკოებს, რომლებიც ბაძავენ გულის ბუნებრივ გარემოს.
თვეების განმავლობაში ჩატარებულმა მონიტორინგმა აჩვენა, რომ RADA16-ით დამუშავებული უჯრედები:
- უფრო მომწიფებულ სტრუქტურულ ორგანიზაციას ავლენდნენ.
- ქმნიდნენ უფრო ძლიერ ელექტრულ კავშირს მასპინძელ ქსოვილთან.
- აჩვენებდნენ გაცილებით ნაკლებ ასინქრონულ აქტივობას (არითმიის ნიშნები).
RADA16-ის მხარდაჭერით გადანერგილი უჯრედების ნაწილები თითქმის სრულად სინქრონიზებული იყვნენ მშობლიური გულის რიტმთან.
ეს მიღწევა მნიშვნელოვან საფუძველს ქმნის რეგენერაციული მედიცინის უსაფრთხოებისა და ეფექტურობის შესაფასებლად. მსგავსი ტექნოლოგია ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნეს სხვა ტიპის რეგენერაციული მკურნალობისთვისაც, სადაც გადანერგილი უჯრედები საჭიროებენ არსებულ ქსოვილთან სრულ ინტეგრაციას.
წყარო: Science
