Ένα πρωτοποριακό τζελ επουλώνει τα εσωτερικά τραύματα

Το νέο βιοϋλικό που χορηγείται ενδοφλέβια, μειώνει τη φλεγμονή στους ιστούς και προάγει την επιδιόρθωση κυττάρων και των ιστών. Το βιοϋλικό δοκιμάστηκε και αποδείχθηκε αποτελεσματικό στη θεραπεία της ιστικής βλάβης από καρδιακές προσβολές τόσο σε μοντέλα τρωκτικών όσο και σε μεγάλα ζωικά μοντέλα. Οι ερευνητές παρείχαν επίσης σε ένα μοντέλο τρωκτικών απόδειξη της ιδέας ότι το βιοϋλικό θα μπορούσε να είναι ωφέλιμο σε ασθενείς με τραυματική εγκεφαλική βλάβη και πνευμονική αρτηριακή υπέρταση.

Κάθε χρόνο στις ΗΠΑ καταγράφονται 785.000 νέες περιπτώσεις καρδιακής προσβολής και δυστυχώς δεν υπάρχει θεραπεία για την αποκατάσταση της προκύπτουσας βλάβης στον καρδιακό ιστό. Μετά από καρδιακή προσβολή, αναπτύσσεται ουλώδης ιστός, ο οποίος μειώνει τη μυϊκή λειτουργία και μπορεί να οδηγήσει σε συμφορητική καρδιακή ανεπάρκεια.

Σε προηγούμενες μελέτες, η ομάδα με επικεφαλής την Christman ανέπτυξε μια υδρογέλη φτιαγμένη από το φυσικό ικρίωμα του καρδιακού μυϊκού ιστού, γνωστή και ως εξωκυτταρική μήτρα (ECM), η οποία μπορεί να εγχυθεί τοπικά σε κατεστραμμένο καρδιακό μυϊκό ιστό με καθετηριασμό. Το τζελ σχηματίζει ένα ικρίωμα σε κατεστραμμένες περιοχές της καρδιάς, ενθαρρύνοντας την αναγέννηση και την επισκευή νέων κυττάρων.

Ωστόσο, η ομάδα ήθελε να αναπτύξει μια θεραπεία που θα μπορούσε να χορηγηθεί αμέσως μετά από καρδιακή προσβολή, ένα βιοϋλικό που θα μπορούσε να εγχυθεί σε ένα αιμοφόρο αγγείο στην καρδιά ταυτόχρονα με άλλες θεραπείες όπως η αγγειοπλαστική ή ένα στεντ, ή να εγχυθεί ενδοφλεβίως.

Εργαστηριακές δοκιμές

«Προσπαθήσαμε να σχεδιάσουμε μια θεραπεία με βιοϋλικά που θα μπορούσε να χορηγηθεί σε δύσκολα προσβάσιμα όργανα και ιστούς και καταλήξαμε σε αυτή τη μέθοδο για να εκμεταλλευτούμε την κυκλοφορία του αίματος, τα αγγεία που ήδη αιματώνουν αυτά τα όργανα και τους ιστούς», λένε οι επιστήμονες

Το πλεονέκτημα του νέου βιοϋλικού είναι ότι κατανέμεται ομοιόμορφα σε ολόκληρο τον κατεστραμμένο ιστό, επειδή εγχέεται ενδοφλεβίως. Αντίθετα, η προηγούμενη υδρογέλη που εγχέεται μέσω καθετήρα περιορίζεται σε συγκεκριμένες θέσεις και δεν εξαπλώνεται.

CREDIT: David Baillot/University of California San Diego

Οι ερευνητές στο εργαστήριο της Christman αφού ανέπτυξαν την υδρογέλη την φυοκέντρησαν για να κρατήσουν μόνο σωματίδια μεγέθους νανο, τα οποία μπορούν να διαπερνούν τα αιμοφόρα αγγεία. Το προκύπτον υλικό διαλύθηκε και υποβλήθηκε σε αποστειρωμένο φιλτράρισμα πριν ξηρανθεί με κατάψυξη. Η προσθήκη αποστειρωμένου νερού στην τελική σκόνη οδηγεί σε ένα βιοϋλικό που μπορεί να εγχυθεί ενδοφλεβίως ή σε μια στεφανιαία αρτηρία.

Στη συνέχεια, οι ερευνητές δοκίμασαν το βιοϋλικό σε τρωκτικά που είχαν πάθει καρδιακή προσβολή περιμένοντας να διαπεράσει τα αιμοφόρα αγγεία και τον ιστό, επειδή αναπτύσσονται κενά μεταξύ των ενδοθηλιακών κυττάρων στα αιμοφόρα αγγεία μετά από το συμβάν. Όμως έγινε και κάτι άλλο. Το βιοϋλικό δεσμεύτηκε σε αυτά τα κύτταρα, φράζοντας τα κενά και επιταχύνοντας την επούλωση των αιμοφόρων αγγείων, μειώνοντας τελικά τη φλεγμονή. Οι ερευνητές δοκίμασαν το βιοϋλικό και σε χοίρους με καρδιακή προσβολή, με παρόμοια αποτελέσματα.

Η ομάδα εξέτασε επίσης με επιτυχία την υπόθεση ότι το ίδιο βιοϋλικό θα μπορούσε να βοηθήσει στη στόχευση άλλων τύπων φλεγμονής σε περιπτώσεις τραυματικών εγκεφαλικών βλαβών και πνευμονικής αρτηριακής υπέρτασης σε αρουραίους. Το εργαστήριο της Christman σκοπεύσει να  προχωρήσει σε  προκλινικές μελέτες για αυτές τις καταστάσεις.

Εν τω μεταξύ, η Christman μαζί με την Ventrix Bio, Inc., μια startup που συνίδρυσε, σχεδιάζουν να ζητήσουν άδεια από τον FDA για τη διεξαγωγή μελέτης σε ανθρώπους για τις εφαρμογές του νέου βιοϋλικού σε καρδιακές παθήσεις. Μια μελέτη για την ασφάλεια και την αποτελεσματικότητα του βιοϋλικού σε ανθρώπους θα μπορούσε να ξεκινήσει εντός ενός έως δύο ετών, αναφέρει η ομάδα, η παρουσίασε τα ευρήματά της στο Nature Biomedical Engineering .