טלאי שרירים מהונדסים משפרים את תפקוד הלב בפרימטים ובחולה אנושי, וסוללים את הדרך לניסויים קליניים
במחקר שפורסם ב טֶבַעהחוקרים מצאו כי טלאי שרירים הנגזרים מתאי גזע יכולים לתקן לבבות כושלים ללא השפעות שליליות, ולהציג תוצאות מבטיחות במודלים של פרימטים וחולה אנושי אחד.
רֶקַע
אי ספיקת לב נותרה אחד הגורמים המובילים למוות ברחבי העולם, ובכל זאת לא קיימים טיפולים יעילים להפוך את התקדמותו. השתלות לב נדירות בגלל זמינות תורמים מוגבלת.
השתלת תאי שריר לב מציעה אלטרנטיבה פוטנציאלית אך עומדת בפני אתגרים כמו שיעורי שמירה נמוכים וסיכונים חמורים, כולל הפרעות קצב וצמיחת גידולים.
השתלות allograft – שם מועברים רקמות בין אנשים מאותו המין – הראו כי השתלת קרדיומיוציטים (CM) יכולה לסייע לשריר מחדש של שריר הלב. עם זאת, מחקרים בעלי חיים קטנים לרוב אינם מצליחים לתפוס את המורכבות של מערכות ביולוגיות גדולות יותר.
לתגובות חיסוניות חזקות ומנגנוני פרצרין יש מחקר מוגבל של קסנוגרפט הכולל השתלת תאים חוצה מינים. במודלים חיסוניים עם דיכוי חיסוני מתאים, ההישרדות לטווח הארוך של קסנוגרפטים של CM מעבר לשלושה חודשים נותרה ברובה שלא נחקר.
קסנוגרפטים אנושיים שהושתלו בחולדות עירום הובילו לחדירת מקרופאגים. מחקרים המשתמשים בשרירי לב מהונדסים (EHM) מראים כי שתלים המכילים CM בר-קיימא עולים על חלופות שאינן קיימות, מה שמעיד על שריר מחדש כמנגנון מפתח לתיקון לב.
על המחקר
שיטת השתלת allograft הומולוגית אומצה במקעי רזוס (מקאקה מולטה) דגמים. המחקר הנוכחי בדק ארבעה קווי תאי גזע פלוריפוטנטיים (IPS) שונים. כל קווי התאים של Rhesus Macaque הובחנו ל- CMS ותאי סטרומה (STCs) עם תכונות פיברובלסטיות בטוהר גבוה. טוהר קווי התאים נבדק בגישה של רצף RNA של גרעין יחיד (snRNA-seq), אשר לא הצביע על זיהום תאי גזע פלוריפוטנטיים.
EHM שנוצר מ- Rhesus Macaque IPS הנגזר על תאי CM ו- STCs ו- EHM אנושי שפותח לשימוש קליני היה בעל הרכב תאים, מבנה וביצועי התכווצות דומים. עם זאת, ל- Rhesus EHM היה קצב מכות גבוה יותר וכוח התכווצות מקסימאלי נמוך יותר (FOC).
ממצאי לימוד
לפני ניסויי השתלת פרימטים שאינם אנושיים, נבדקה הכדאיות של השתלת Rhesus EHM במודל עכברוש עירום אתימי עם פגיעה באיסכמיה-פרפרפוזיה (I/R). יתר על כן, הבטיחות והיעילות של IPS Cell-EHM הוערכו באמצעות מודל Macaque רלוונטי יותר רלוונטי.
משטרי דיכוי חיסוניים שונים נבדקו כדי להשיג שמירת תאים טובה יותר תחת עיכוב קלצינאורין משולב ומתן סטרואידים. נמצא כי אלוגרפטים של CM נשמרו תחת טקרולימוס ומתילפרדניסולון למשך שישה חודשים. מעניין לציין כי נסיגת דיכוי החיסון לאחר שלושה חודשים הביאה לדחיית CMS של Allograft.
ניתוח תלוי מינון EHM לא חשף תופעות לוואי משמעותיות. ניתוחים פתולוגיים ומעקב אחר אלקטרוקרדיוגרמה רציפה (ECG) לא הצביעו על חששות בטיחותיים לגבי השתלת תיקון EHM. לא נמצאה פגיעה תפקודית בבעלי חיים המופעלים על ידי EHM. עיבוי תלוי במינון EHM צפוי של דופן הלב המטרה נצפתה במקאקים.
ראוי לציין כי המחקר הנוכחי חשף כי השתלת טלאי EHM לא פיתחה הפרעות קצב או הפעלת היווצרות גידולים ואישרו את המינון המרבי האפשרי (MFD) של 5 × EHM כמינון מקסימאלי בטוח במודל המקאק הבריא. חדירת לויקוציטים זניחה נצפתה בחומר הנתיחה שלאחר המוות, והייתה שמירה גבוהה יותר על CM.
בהתאם לניתוח מיקרו -אטליטים גנומי, נצפו מוקדי דקה עם בידול אוסטאוכונדרלי בשני בעלי חיים שהושתלו עם 2 × EHM אך לא בבעלי החיים שהושתלו עם 5 × EHM. חלק מהמקאקים המטופלים הראו שיפור מתמשך של התכווצות דופן הלב והשיפור של שבר פליטה של חדרי שמאל. מדידות הדמיית תהודה מגנטית מבוססת גדוליניום (MRI) וניתוחים היסטופתולוגיים אישרו את כלי הדם של שתלי EHM.
מסקנות
המחקר הנוכחי הדגיש כי טלאי רקמות הנגזרים מתאי גזע יכולים לטפל ביעילות באי ספיקת לב. התוצאות החיוביות נצפו במודלים של פרימטים ובחולה אנושי אחד. נמצא כי הטלאים מטפלים ביעילות באי ספיקת לב ומשפרים את תפקודי הלב (למשל, עובי דופן הלב והתכווצות) במקעי רזוס בפרק זמן של 3 עד 6 חודשים. בעתיד, על ניסויים קליניים בבני אדם להעריך עוד יותר את הבטיחות והיעילות של גישה זו.