Инженерските „живи“ фластери би можеле да понудат нов начин за лекување на хронични рани со доставување сигнали за лекување директно таму каде што на телото му се најпотребни. Истражувачите на Универзитетот Рајс развија фластер која континуирано ослободува терапевтски протеини во раните.
Хроничните рани остануваат тешки за лекување бидејќи телото често се бори да ги одржи имунолошките сигнали потребни за поправка на ткивата. Постоечките терапии, исто така, се соочуваат со ограничувања бидејќи протеините за лекување брзо се разградуваат и не успеваат да останат на местото на раната подолг период.
Тимот на Рајс дизајнираше лепенка како платформа за испорака на клетки која користи генетски модифицирани клетки како минијатурни фабрики. Овие клетки континуирано произведуваат цитокини во подолги периоди, наместо да ги ослободуваат во кратки налети.
Цитокините се сигнални протеини кои го регулираат воспалението, имунолошката активност и регенерацијата на ткивата. Со нивно директно доставување на местото на раната, лепенката има за цел да одржува стабилна средина за лекување за време на закрепнувањето.
Уредот доаѓа од лабораторијата на Омид Веисех. Истражувачите инкапсулираа ARPE-19 клетки проектирани да лачат цитокини, вклучувајќи IL-10, IL-12 и TGF-β во заштитна биокомпатибилна матрица. Матрицата им овозможува на хранливите материи и терапевтските протеини да се движат низ материјалот, додека ги штитат проектираните клетки од имунолошкиот систем на домаќинот. Истражувачите велат дека оваа поставеност помага да се одржи локализираната испорака на цитокини подолг периоди.
Во претклиничките студии, фластерот го забрза заздравувањето кај модели на ексцизионални рани кај глувци и свињи. Наодите го истакнаа потенцијалот на одржлива, локализирана имунолошка модулација за време на поправката на ткивото.
„Наодите покажуваат како континуираната, локализирана испорака на цитокини може да ги поддржи клучните биолошки патишта вклучени во поправката на ткивото“, рече Вејсех. Тој додаде дека одржувањето на стабилно снабдување со сигнални молекули на местото на раната помогнало поефикасно да се вклучи природниот одговор на заздравувањето на телото.
Истражувачите, исто така, испитале како фластерот влијаел врз биолошката активност на клеточно ниво. Секвенционирањето на РНК открило активирање на неколку патишта поврзани со заздравувањето на раните по третманот.
Транскриптомската анализа покажала зголемена активност кај гените поврзани со регенерацијата на ткивото и имунолошката модулација. Резултатите дадоа молекуларно објаснување за побрзото заздравување забележано кај животинските модели.
Платформата нуди и флексибилност надвор од една стратегија за третман. Истражувачите го дизајнирале системот така што научниците можат да ги модифицираат модифицираните клетки за да произведуваат различни комбинации на цитокини, фактори на раст или терапевтски протеини. Таа модуларна структура би можела да помогне во прилагодувањето на идните третмани за различни типови на рани и болести. Тимот, исто така, интегрираше оптимизирана хидрогелна матрица која на крајот може да работи заедно со биоелектронските технологии.
Истражувачите веруваат дека концептот на фабрика за цитокини би можел да се прошири надвор од заздравувањето на раните. Тие рекоа дека платформата може да поддржи локализирана испорака на терапевтски протеини кај болести кои бараат одржливо, специфично за местото имунолошки сигнализирање. Кристијан Шрајб, доцент за истражување на одделот за биоинженеринг на Универзитетот Рајс и коавтор на студијата, рече дека тимот сега планира да ја подобри контролата врз испораката на цитокини.
„Способноста за прилагодување и на видот и на времето на испорака на цитокини отвора врата за попрецизна контрола врз процесот на лекување“, рече Шрајб. Тој додаде дека идната работа може да вклучува оптогенетски системи кои го регулираат лачењето на цитокини во реално време. Истражувањето доби поддршка од Агенцијата за напредни истражувачки проекти за одбрана.
Студијата е објавена во списанието Nature Biomedical Engineering.
(Interesting Engineering)
(фото: Rice University)
