研究人员设计细胞贴片修复受损心脏

一些科学家正在利用胃部帮助培育心脏贴片,而另一些科学家则将心肌细胞放在支架上,让它们自主搏动

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针对干细胞注射以加速心脏病发作后心肌愈合的临床试验正在进行中。尽管初步结果逐渐显现,但其他研究人员正在寻找一种更快的方法来修复器官受损区域:心肌细胞贴片。一种贴片正在从暂时停留在胃组织中获得优势,而另一种贴片则使用可生物降解的网状物来帮助心脏自我重建。

心脏贴片肯定比修补旧的牛仔裤要棘手得多。心脏病发作或其他心脏事件通常会因暂时的氧气剥夺而削弱和损害部分肌肉。因此,贴片不仅必须覆盖心脏的受损区域,还必须开始在其位置上帮助泵血。

以色列的研究人员开始研究他们是否可以“利用人体作为生物反应器来工程化心脏贴片”,他们在他们的论文中写道,该论文今天在线发表于《美国国家科学院院刊》。他们将实验室培养的心脏细胞贴片植入大鼠的网膜上——网膜是胃部的脂肪组织,富含血管,以前曾用于促进其他器官的再生。他们将贴片留在网膜上一周,然后将其转移到大鼠有意受损的心脏上。

该贴片最初是在新生大鼠心肌细胞和有助于发育的化合物混合物的网状支架上生长的,与直接附着在受损心脏上的贴片相比,在鼠网膜上停留一周后,该贴片具有更多的血管。作者报告称,除了有助于增厚壁厚外,实验性贴片比对照贴片更好地整合到周围的心脏组织中,尤其是在其细胞与驻留心肌细胞同步放电方面。

亚利桑那大学萨维尔心脏中心图森分部和南亚利桑那州退伍军人事务医疗保健系统的Jordan Lancaster说:“血管系统非常重要。”他没有参与这项研究,但也正在进行心脏贴片研究。他指出,如果贴片没有足够的血流,“细胞存活率将会下降。”

Lancaster宁愿避免将贴片暂时连接到身体的另一个部位,这是一个额外的外科手术步骤,尤其对于老年患者来说是一个令人担忧的原因。相反,他和他的团队(由亚利桑那大学萨维尔心脏中心图森分部和南亚利桑那州退伍军人事务医疗保健系统的Steven Goldman领导)的目标是将贴片直接植入心脏,他们在今年早些时候的细胞移植杂志上描述了这方面的进展。他们开发了一种可生物降解的支架,该支架为心肌细胞提供了三维结构,一旦进入体内,心肌细胞就可以在该结构上生长。Goldman指出,支架很重要,因为大多数简单地注射到受损心脏中的干细胞“无法存活”。“你需要一个支撑基质。”

他们的贴片设计为在大约三周后分解,仅留下新生的组织。对实验鼠的初步测试表明,该贴片增加了心脏壁的厚度和血流量。他们还证明,当在实验室中将支架接种250万个或更多新生大鼠心肌细胞时,整个贴片会自行开始收缩——其结果已在上个月在拉斯维加斯举行的美国心脏协会心血管科学年度会议上展示。

支架(由旧金山医疗公司Theregen, Inc.制造)目前正在进行I期临床试验,以测试在人体中的安全性(它不含任何心肌细胞)。但是,接种了心肌细胞的贴片将不得不等待心脏干细胞或诱导多能干细胞为它们提供人类等效物,然后才能进行测试。

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