Badania przeprowadzone w szpitalu dziecięcym Texas Children's Hospital i na Uniwersytecie Rice dowodzą, że komórki pomagają układowi naczyniowemu w terapii hydrożelowej.

Naukowcy z obu ośrodków używają komórek macierzystych z płynu owodniowego do promowania wzrostu silnych naczyń krwionośnych w hydrożelach leczniczych.

Nowe eksperymenty przeprowadzone w laboratorium bioinżyniera Jeffrey’a Jacota polegały na połączeniu uniwersalnych komórek macierzystych owodni z wtryskiwanymi hydrożelami stosowanymi w medycynie regeneratywnej jako rusztowania. Udowodniono, że komórki pomagają w rozwoju naczyń dostarczających krew to nowych tkanek i odprowadzających produkty odpadowe.

Jacot i jego koledzy badają wykorzystanie komórek owodniowych pochodzących od ciężarnych kobiet w leczeniu niemowląt z wrodzonymi wadami serca. Płyn owodniowy pobierany podczas standardowych badań jest z reguły wyrzucany, lecz może być wykorzystany w implantach wykonanych z dopasowanego genetycznie własnego materiału dziecka.

Jacot utrzymuje, że komórki macierzyste owodni są cenne z powodu zdolności do przekształcania się w wiele innych typów komórek, w tym komórki śródbłonka tworzące naczynia krwionośne.

W laboratorium naukowcy z Uniwersytetu Rice, Texas Children's Hospital i Baylor College of Medicine połączyli komórki macierzyste owodni z hydrożelem zrobionym z glikolu polietylenowego i fibryny. Fibryna to biopolimer posiadający krytyczne znaczenie dla krzepliwości krwi, interakcji macierzy komórkowej, leczenia się ran i angiogenezy – procesu, w którym nowe naczynia oddzielają się od istniejących. Fibryna jest szeroko stosowana jako biorusztowanie, lecz posiada niską sztywność mechaniczną i szybko ulega rozkładowi. Jacot twierdzi, że połączenie fibryny z glikolem polietylenowym daje dużo bardziej wytrzymały hydrożel.

W badaniu do przyspieszenia przekształcania się komórek macierzystych w komórki śródbłonka wykorzystano czynnik wzrostu śródbłonka naczyniowego, a obecność fibryny sprzyjała infiltracji rodzimego układu naczyniowego z sąsiedniej tkanki.

Według badaczy u myszy, którym wstrzykiwano hydrożele tylko z fibryną powstające struktury włókienkowe były cienkie, podczas gdy u myszy, którym wstrzykiwano hydrożele na bazie komórek owodni/ fibryny układ naczyniowy był dużo mocniejszy.

– W podobnych doświadczeniach, w których użyto hydrożelu z komórkami mezenchymalnymi pozyskanymi ze szpiku także zanotowano rozwój układu naczyniowego, lecz nie było gwarancji zgodności tkanek – stwierdził Jacot. – Zaszczepianie komórkami śródbłonka nie działało tak dobrze jak przewidywano – dodał.

– Będziemy kontynuować badania nad zastosowaniem komórek śródbłonka do tworzenia biokompatybilnych wstawek dla serc niemowląt z wadami wrodzonymi i dla innych procedur – powiedział Jacot.