Stammzellforscher klar eine weitere Hürde bei der Schaffung Transplantation Arterien

Herz-Kreislauf-Krankheit ist eine Hauptursache des Todes weltweit, und die Behandlung ist nicht einfach. Die Krankheit verheerende Auswirkungen auf Patienten die Blutgefäße und kann eine komplexe bypass-Operation.

Wissenschaftler am Morgridge-Institut für Forschung sind arbeiten auf ein Traum von Arterie Banken-ähnlich wie in Blut-Banken heute üblich-mit leicht verfügbare material zu ersetzen Kranken Arterien während der Operation.

Die neuesten arbeiten, die im Labor von Morgridge regenerative Biologe James Thomson stellt die Wissenschaft einen Schritt näher zu diesem Ziel.

In einem Papier online veröffentlicht in Stem Cell Reports am 9. Mai 2019, die Thomson-Lab-highlights einen besseren Weg, um zu wachsen glatten Muskelzellen, einer der beiden zellulären Bausteine der Arterien, aus pluripotenten Stammzellen. Die Arbeit zeigt auch ein potenzielles Medikament zur Reduzierung post-chirurgischer Risiken in Patienten, die einer bypass-Operation.

„Wir haben uns entschieden, um den Fokus auf die Blutgefäße, da Herz-Kreislauf-Krankheit ist eine Hauptursache des Todes weltweit,“ Thomson sagt. „In den USA zum Beispiel, Herzerkrankungen und Schlaganfall sind die No. 1 und No. 3 Killer, beziehungsweise. Und diese Arbeit hat auch Auswirkungen, außer dass man Schiffe für die transplantation; es ist eine Art Sprungbrett, um erweiterte tissue engineering.“

Herstellung von Arterien im Labor erfordert zwei grundlegende Zelltypen: Endothelzellen und glatten Muskelzellen. Im Jahr 2017 wird das Labor gezeigt, Methoden zu generieren und zu charakterisieren, Endothelzellen, während die neue Forschung konzentriert sich auf die glatten Muskelzellen.

Jue Zhang, Blei-Autor und ein Morgridge associate scientist, sagt weit verbreitet Wachstumsfaktoren für die Herstellung von glatten Muskelzellen aus Stammzellen können auch dazu führen, INTIMA-Hyperplasie, einer der häufigsten Gründe, warum ein bypass-Transplantat versagt.

In der INTIMA-Hyperplasie, ein Teil der Arterienwand verdickt — durch proliferation und migration von glatten Muskelzellen — und verursacht eine Verengung der Blutgefäße.

„Wir wollten ein Protokoll, das kann reduzieren die Gefahr der INTIMA-Hyperplasie,“ sagt Zhang. „Es ist ein gemeinsames problem in der glatten Muskel-Zelle, die Differenzierung, und wenn Sie wollen, um eine sinnvolle Arterie, das wollen Sie nicht riskieren.“

Gesunde glatte Muskel Zellen müssen die Fähigkeit zur Kontraktion, das Ihnen hilft, verteilen das Blut im ganzen Körper und reguliert den Blutdruck. Mit einem Hochdurchsatz Bildschirm, das team identifiziert, der ein kleines Molekül, bekannt als RepSox, hatte das beste Potenzial zur Erzeugung von Zellen mit kontraktilen Eigenschaften.

RepSox identifiziert wurde, aus der ein Bildschirm von 4,804 kleine Moleküle. Im Gegensatz zu aktuellen weit verbreitet Wachstumsfaktoren, RepSox hemmt INTIMA-Hyperplasie. Es ist stabiler als diese Wachstumsfaktoren und ist auch eine billigere alternative.

Die Eigenschaften, die RepSox gut für die Differenzierung der glatten Muskelzellen auch machen es eine wünschenswerte Medikament zur Senkung des Risikos von postoperativen Komplikationen, wie INTIMA-Hyperplasie. So, das Stammzell-basierten high-throughput-screen kann verwendet werden, als eine neuartige Strategie für die Identifizierung von Medikamenten zu beschränken, Verengung der Blutgefäße.

„Selbst nach einer bypass-Operation, können Sie einige Probleme mit der Arterie, wie Restenose (Verengung der Arterien) aufgrund von INTIMA-Hyperplasie,“ sagt Zhang. „Derzeit gibt es nur zwei FDA zugelassene Medikamente auf dem Markt, [um diese Probleme zu behandeln], und Sie sind nicht cell-type specific, d.h. Sie haben Nebenwirkungen. Wir haben festgestellt, dass RepSox hemmt INTIMA-Hyperplasie und hat weniger Nebenwirkungen.“

RepSox cell-type specific, so hemmt es die glatten Muskelzellen und verhindert die Entwicklung von INTIMA-Hyperplasie, ohne die benachbarten Zelltypen wie Endothelzellen.

Während diese Entdeckung bringt Wissenschaftler näher an der Verbesserung der Therapien für Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Zhang sagt, dass es noch eine weitere Herausforderung an die Adresse: Zelle Reife.

„Im Grunde ist dieser Zelltyp ist besser als die bisherigen Bemühungen, aber es ist immer noch nicht reif sind,“ sagt Zhang. „Wir müssen induzieren diese Zellen reifer geworden, mehr wie unsere native Arterie, um es funktionsfähig ist.“