Naudodami žmogaus ląsteles laboratorinėse žiurkėse, Mičigano medicinos mokslininkai sukūrė funkcinį krūtinės ląstos aortos aneurizmos modelį, sudarantį galimybes veiksmingiau suprasti ligos vystymąsi ir galimai mirtinos būklės gydymą, rodo tyrimas.
Šiuo metu nėra medicininio gydymo krūtinės aortos aneurizmai, kuri yra didžiausios kūno kraujagyslės susilpnėjimas ir išsipūtimas krūtinėje.
Aneurizma dažnai nesukelia jokių simptomų ir turi būti ištaisyta atliekant atviros širdies operaciją.
Tai kelia didelę aortos disekacijos ar plyšimo riziką, kuri gali būti mirtina.
„Per kelis dešimtmečius vaistai, skirti krūtinės aortos aneurizmai gydyti, kuriems pasisekė taikant pelių aneurizmos modelius, klinikinių tyrimų metu nebuvo sėkmingai pritaikyti žmonėms“, – sakė Bo Yang, MD, Ph.D., širdies chirurgas ir pagrindinis mokslininkas. Mičigano universiteto sveikatos Frankelio širdies ir kraujagyslių centras, kuris vadovavo tyrimų grupei, kurią rėmė Nacionaliniai sveikatos institutai R01 dotacijos.
„Dabar turime pirmąjį veiksmingą 3D šios ligos modelį, naudojant žmogaus ląsteles. Tai atveria naują kelią vaistų kūrimui ir veiksmingesniam patikrinimui, kad vieną dieną būtų sustabdyta aneurizma prieš mirtiną aortos išpjaustymą ar plyšimą.”
Norėdami sukurti modelį, Yang tyrimų grupė naudojo bioinžinerinius kraujagyslių transplantatus arba BVG.
Jie paėmė kraują iš pacientų, kurie nešiojo patogeninį variantą, sukeliantį aortos aneurizmą, išskyrė ląsteles ir perprogramavo jas į indukuotas pluripotentines kamienines ląsteles.
Šios kamieninės ląstelės buvo diferencijuotos į lygiųjų raumenų ląsteles, naudojamas BVG generuoti, nes lygiųjų raumenų ląstelės suteikia struktūrinę paramą kraujagyslėms ir yra būtinos jų funkcijai.
Tada jie pasėjo tas lygiųjų raumenų ląsteles ant biologiškai skaidžių karkasų, kurie yra vamzdelio pavidalo struktūra.
Ląstelės augo per aštuonias savaites ir per tą laiką susidarė ardančios medžiagos, galiausiai suformuodamos stabilius, save laikančius transplantatus.
„Genetinės mutacijos vaidina svarbų vaidmenį kažkieno jautrumui vystytis krūtinės aortos aneurizmai“, – sakė pirmasis autorius Ying Yang, mokslų daktaras, UM medicinos mokyklos širdies chirurgijos mokslų daktaras.
„Mes panaudojome genų redagavimą, norėdami manipuliuoti genu žmogaus ląstelėse, ypač Loeyso-Dietzo sindromu, genetiniu sutrikimu, kuriam būdingos aortos šaknies aneurizmos.”
Norėdami patikrinti aneurizmos modelio gyvybingumą, mokslininkai naudojo CRISPR/Cas9 geno redagavimą, kad į normalias žmogaus ląsteles įvestų patogeninį variantą, sukeliantį aneurizmą; ir koreguoti variantą paciento ląstelėse ir sukurti sveiką kraujagyslių transplantatą. Kontroliniai ir eksperimentiniai BVG buvo implantuoti į žiurkių miego arterijas.
Laikui bėgant, bioinžinerijos būdu sukurtų transplantatų, turinčių aneurizmos variantą, mechaninės savybės buvo pablogėjusios ir išsiplėtė, palyginti su sveikais transplantatais.
Nors sveika kraujagyslė neišsiplėtė, genetiškai modifikuotas transplantatas išaugo iki maždaug 40% – tai panašu į žmogaus susiformavusią krūtinės ląstos aortos aneurizmą.
Rezultatai paskelbti m Mokslas Transliacinė medicina.
„Nors naudojome šiuos bioinžinerinius transplantatus Loeys Dietz sindromo patogenezei tirti, dabar turime platformą, kurią galime pritaikyti kitiems patogeniniams variantams, susijusiems su krūtinės ląstos aortos aneurizma ir skrodimu“, – sakė doktorantas Dogukanas Mizrakas. – UM medicinos mokyklos širdies chirurgijos vyresnysis autorius ir mokslinis asistentas.
„Tai pirmas svarbus žingsnis. Turime modelį, pagrįstą žmogaus ląstelėmis, todėl galime veiksmingiau įvertinti vaistus, skirtus ligai gydyti.”
Krūtinės ląstos aortos aneurizma pasireiškia maždaug 6–10 iš 100 000 žmonių. 2019 m. Jungtinėse Valstijose aortos aneurizmos ir disekacijos sukėlė daugiau nei 9000 mirčių.
„Šiuo metu tiriame galimus vaistus, kuriuos būtų galima išbandyti naudojant mūsų naują, efektyvesnį modelį“, – sakė Eugene'as Chenas, MD, Ph.D., vienas iš vyresnysis tyrimo autorių ir Frederickas GL Huetwellas, Mičigano universiteto širdies ir kraujagyslių medicinos profesorius. Medicinos mokykla.
„Tai neįtikėtinai įdomus laikas aortos aneurizmos tyrimams.”
Ypatingas ačiū visiems pacientams, kurie paaukojo kraujo už šį tyrimą.
Papildomi autoriai: Hao Feng, medicinos mokslų daktaras, Ying Tang, Zhenguo Wang, mokslų daktaras, Ping Qiu, Ph.D., Xihua Huang, DNP, Lin Chang, mokslų daktaras, Jifeng Zhang, mokslų daktaras, visi Mičigano universitetas.