Η κρίσιμη ισχαιμία των άκρων είναι μια κατάσταση κατά την οποία τα κύρια αιμοφόρα αγγεία που παρέχουν αίμα στα πόδια είναι φραγμένα, προκαλώντας τη σταδιακή μείωση της ροής του αίματος καθώς η αθηροσκλήρωση εξελίσσεται στις περιφερικές αρτηρίες. Είναι μια σοβαρή μορφή περιφερικής αρτηριακής νόσου που προκαλεί προοδευτική σύγκλειση των αρτηριών στο κάτω άκρο, οδηγώντας σε νέκρωση του ιστού του ποδιού και τελικά ακρωτηριασμό.
Οι τρέχουσες θεραπείες περιλαμβάνουν επεμβάσεις αγγειοπλαστικής όπως εμφύτευση στεντ και αντιθρομβωτικά φάρμακα, αλλά υπάρχει κίνδυνος βλάβης των αιμοφόρων αγγείων και επανεμφάνιση θρόμβων αίματος, γι’ αυτό υπάρχει έντονο ενδιαφέρον για την ανάπτυξη θεραπείας με βλαστοκύτταρα.
Μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον Δρ. Sangheon Kim του Κέντρου Έρευνας Βιοϋλικών στο Ινστιτούτο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κορέας (KIST) ανέπτυξε μια τρισδιάστατη θεραπεία με βλαστοκύτταρα για τη θεραπεία της κρίσιμης ισχαιμίας των άκρων μέσω μιας τεχνολογίας αυτοσυναρμολογούμενης πλατφόρμας χρησιμοποιώντας μια νέα μικροτζελ υλικού. Η εργασία τους δημοσιεύεται στο περιοδικό Bioactive Materials.
Χρησιμοποιώντας μικροτζέλες κολλαγόνου, ένα νέο βιοσυμβατό υλικό, οι ερευνητές μπόρεσαν να μεταμοσχεύσουν εύκολα βλαστοκύτταρα στο σώμα και να αυξήσουν το ποσοστό επιβίωσης των κυττάρων σε σύγκριση με τις θεραπείες με τρισδιάστατα βλαστοκύτταρα που γίνονται μόνο από κύτταρα.
Οι θεραπείες με βλαστοκύτταρα έχουν υψηλές δυνατότητες αναγέννησης ιστού, αλλά όταν τα βλαστοκύτταρα μεταμοσχεύονται μόνα τους, η υποξία στο σημείο του τραυματισμού, οι ανοσολογικές αποκρίσεις και άλλοι παράγοντες μπορούν να μειώσουν τη βιωσιμότητα των κυττάρων και να αποτρέψουν το επιθυμητό θεραπευτικό αποτέλεσμα. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να αναπτυχθεί ένα υλικό που παρέχει βλαστοκύτταρα χρησιμοποιώντας βιοαποδομήσιμα πολυμερή ή συστατικά εξωκυτταρικής μήτρας ως υποστήριξη για την αύξηση της βιωσιμότητας των κυττάρων.
Η ομάδα επεξεργάστηκε υδρογέλες κολλαγόνου σε μικροκλίμακα για να δημιουργήσει πορώδη, τρισδιάστατα ικριώματα που είναι εύκολο να εγχυθούν στο σώμα και έχουν ομοιόμορφη κυτταρική κατανομή. Το κολλαγόνο, ένα συστατικό της εξωκυτταρικής μήτρας, έχει εξαιρετική βιοσυμβατότητα και κυτταρική δραστηριότητα, η οποία μπορεί να προκαλέσει αυτοσυναρμολόγηση των κυττάρων προάγοντας τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των σωματιδίων μικρογέλης και των υποδοχέων κολλαγόνου στα βλαστοκύτταρα. Επιπλέον, η απόσταση μεταξύ των σωματιδίων μικρογέλης αύξησε το πορώδες των τρισδιάστατων κατασκευών, βελτιώνοντας την αποτελεσματικότητα χορήγησης και την επιβίωση των κυττάρων.
Οι κατασκευές κυττάρων μικρογέλης που αναπτύχθηκαν από τους ερευνητές εξέφρασαν περισσότερους προ-αγγειογενείς παράγοντες και εμφάνισαν υψηλότερο αγγειογενετικό δυναμικό από τις κατασκευές μόνο για κύτταρα. Όταν εγχύθηκαν κατασκευάσματα μικρογέλης στον μυϊκό ιστό ποντικών με κρίσιμη ισχαιμία άκρων, ο ρυθμός αιμάτωσης αυξήθηκε κατά περίπου 40% και ο λόγος διάσωσης άκρου αυξήθηκε κατά 60% σε σύγκριση με τα κατασκευάσματα μόνο για κύτταρα, επιβεβαιώνοντας την αποτελεσματικότητά τους στην αύξηση της ροής του αίματος και πρόληψη νέκρωσης στο ισχαιμικό άκρο.
Η νέα θεραπεία με βλαστοκύτταρα αναμένεται να προσφέρει μια νέα εναλλακτική λύση για ασθενείς με κρίσιμη ισχαιμία άκρων που έχουν περιορισμένες θεραπευτικές επιλογές εκτός από τον ακρωτηριασμό λόγω της εξαιρετικής αγγειογενετικής της δράσης. Επιπλέον, δεδομένου ότι η αγγειογένεση είναι βασικό συστατικό διαφόρων διαδικασιών αναγέννησης ιστών, μπορεί να επεκταθεί και σε άλλες ασθένειες με παρόμοιους μηχανισμούς με την περιφερική αρτηριακή νόσο.
«Η μικρογέλη κολλαγόνου που αναπτύχθηκε σε αυτή τη μελέτη είναι ένα νέο βιοϋλικό με εξαιρετική βιοσυμβατότητα και υψηλές δυνατότητες για κλινικές εφαρμογές», δήλωσε ο Δρ Sangheon Kim του KIST. «Σκοπεύουμε να αναπτύξουμε τεχνολογίες για μεθόδους χορήγησης που απαιτούνται στον ιατρικό τομέα, καθώς και να διεξάγουμε έρευνα παρακολούθησης για να αποσαφηνίσουμε τον σαφή μηχανισμό δράσης της θεραπείας και να ανακαλύψουμε παράγοντες στόχους».