Ulepszone materiały wykorzystywane w inżynierii tkankowej
Każda tkanka składa się z innych komórek, które do właściwego rozwoju wymagają szczególnych bodźców środowiskowych. Aby komórki prawidłowo się różnicowały, a następnie zrastały z tkanką gospodarza, podczas przygotowywania przeszczepu tkankowego do transplantacji niezbędne jest zachowanie właściwych, kontrolowanych warunków. Uczestnicy finansowanego przez UE projektu PREVASCIN zdecydowali się więc poprawić stopień integracji wyhodowanych tkanek z tkankami gospodarza, wyposażając przeszczep w sieć naczyń krwionośnych i nerwów. Aby osiągnąć ten cel, zespół wykorzystał tzw. system „żywych klocków Lego”, elastyczną macierz oraz układ zlokalizowanego dostarczania czynników wzrostu pozwalające kontrolować proces formowania się poszczególnych komponentów tkankowych. Oprócz kontroli nad rozwojem tkanki, strategia ta umożliwiła unaczynienie i unerwienie przeszczepu wyhodowanego z pojedynczego źródła komórek. Badacze zaprojektowali też kompozytowy hydrożel bazujący na zmodyfikowanej chemicznie żelatynie i dimetakrylanie glikolu polietylenowego (PEGDMA). Zmieniając zawartość PEGDMA, zespołowi udało się precyzyjnie dostosować mechaniczne właściwości systemu. Następnie badaniu poddano zdolność systemu do wspierania różnicowania się ludzkich mezenchymalnych komórek macierzystych (MSC, Mesenchymal Stromal Cells). Wyniki wykazały występowanie różnicowania w kierunku linii komórek nerwowych i kostnych. Oprócz tego zespół opracował też opartą na aptamerach technologię przestrzenno-czasowego rozprowadzania czynników wzrostu w hydrożelu. W szczególności dotyczy to czynnika wzrostu śródbłonka naczyniowego (VEGF) wspomagającego organizację komórek śródbłonka. Przyjęte w projekcie PREVASCIN podejście do tkankowych bloków budulcowych umożliwiło badaczom wyhodowanie konstruktów tkankowych zawierających regiony o różnym składzie hydrożelu. Zespół zbadał procesy tworzenia się tkanki kostnej ze strukturami nerwowymi oraz tkanki kostnej ze strukturami śródbłonkowymi. Mimo że nie udało się uzyskać w pełni rozwiniętych sieci nerwów i naczyń krwionośnych i wymagają one dalszych badań, przyjęta strategia jest na tyle elastyczna, że można ją łatwo przenieść do innych zastosowań w inżynierii tkankowej. Podsumowując, projekt PREVASCIN pozwolił rozwiązać jeden z największych problemów ograniczających możliwości inżynierii tkankowej, umożliwiając prawidłową integrację przeszczepionej tkanki z tkankami gospodarza. Oczekuje się, że dalsze prace nad optymalizacją procesu pozwolą ulepszyć to modułowe podejście i przygotować je do ewentualnego wykorzystania w praktyce klinicznej.
Słowa kluczowe
Inżynieria tkankowa, transplantacja, PREVASCIN, sieć naczyń krwionośnych, MSC
