חוקרי Mayo Clinic פיתחו שיטה חלוצית לתיקון לבבות פגומים ללא ניתוח לב פתוח, התקדמות שיכולה יום אחד לשנות את הטיפול באי ספיקת לב.
הגישה החדשה משתמשת ברקמת לב שגדלה במעבדה העשויה מתאי גזע בוגרים מתוכנתים מחדש, הנמסרים דרך חתך זעיר ולא דרך חלל חזה שנפתח בניתוח. בבדיקות פרה-קליניות, מדבקת תאי הגזע החזירה את תפקוד הלב ושיפר את הריפוי.
עבור חולים עם אי ספיקת לב חמורה, יש מעט מאוד אפשרויות מעבר למשאבות מכניות או השתלות. אנו מקווים שגישה זו תציע דרך חדשה לתקן את ליבם שלהם".
Wuqiang Zhu, Ph.D., מחבר בכיר של המחקר שפורסם ב-Acta Biomaterialia וחוקר לב וכלי דם, Mayo Clinic, אריזונה
הפיכת הבלתי הפיך
התקפי לב נותרו אחד מגורמי המוות המובילים בעולם. כאשר זרימת הדם ללב נחסמת, תאים מורעבים בחמצן מתים ומוחלפים ברקמת צלקת שאינה יכולה להתכווץ או להוליך אותות חשמליים – מה שמחליש את יכולת הלב לשאוב דם.
"לב האדם הבוגר אינו מתחדש ברגע שהתאים הללו אובדים", מסביר ד"ר ג'ו. "לכן אי ספיקת לב, במיוחד אי ספיקת לב כרונית עקב אובדן שריר לב תפקודי, היא לרוב קשה לטיפול; השריר פשוט לא יכול לתקן את עצמו".
במשך שנים, מדענים עובדים על דרכים להחליף רקמה פגומה בתאי לב בריאים שמקורם בתאי גזע. המאמצים המוקדמים הראו הבטחה, אך רובם דרשו ניתוח לב פתוח – הליך מסוכן מדי עבור חולים רבים שכבר נאבקים באי ספיקת לב חמורה.
מדענים קיוו זה מכבר שתאי גזע יכולים לספק דרך לבנות מחדש את מה שהגוף לא יכול. על ידי תכנות מחדש של תאים בוגרים רגילים כמו עור או תאי דם לתאי גזע פלוריפוטנטיים (iPSCs), החוקרים יכולים לשדל אותם להפוך לתאי לב חלופיים.
אך אספקת רקמות לב מהונדסות בבטחה וביעילות העשויות מתאי אלו נותרה אתגר גדול.
חדשנות בלב
בשיתוף פעולה עם מהנדסים מהמרכז הרפואי של אוניברסיטת נברסקה, חוקרי מאיו פיתחו מדבקה גמישה ודקיקה מנייר העשויה מננו ומיקרופייבר מצופים בג'לטין. פיגום היברידי זה תומך בתערובת של תאי שריר לב אנושיים, תאי כלי דם ותאי פיברובלסטים היוצרים את המסגרת המבנית של הרקמה – ליצירת פיסת רקמת לב חיה ופועמת. לפני ההשתלה מחדירים לרקמה גורמים ביו-אקטיביים כמו גורם גדילה פיברובלסט 1 ו-CHIR99021 המעודדים צמיחה של כלי דם חדשים ומסייעים לתאים לשרוד ברגע שהם נמצאים במקומם.
"היופי בעיצוב הזה", אומר ד"ר ג'ו, "הוא שניתן לקפל אותו כמו פיסת נייר, להעמיס אותו לתוך צינור דק, ולהעביר אותו בדיוק היכן שצריך דרך חתך קטן בחזה. ברגע שהוא נמצא במקום, הוא נפרש ונצמד באופן טבעי למשטח הלב".
במקום להשתמש בתפרים, הצוות השתמש בדבק כירורגי תואם ביולוגי שמחזיק את המדבקה במקום תוך מזעור טראומה נוספת לרקמה שמסביב.
בדיקות במודלים פרה-קליניים הראו כי השיטה הזעיר פולשנית שיפרה את תפקוד הלב, הפחתה צלקות, הגבירה את צמיחת כלי הדם והפחתה את הדלקת בהשוואה לגישות קונבנציונליות.
"התוצאות שלנו מראות שהרקמות המהונדסות הללו לא רק שורדות אלא בעצם עוזרות ללב לרפא את עצמו", אומר ד"ר ג'ו. "זו המטרה הסופית: להחליף את מה שאבד ולהחזיר את התפקוד".
צעד לקראת התחדשות
המחקר עולה בקנה אחד עם יוזמת Genesis של Mayo Clinic, שמטרתה להאיץ גילויים המשחזרים או מחדשים איברים ורקמות אנושיות.
"בראשית עוסקת חלוציות בדרכים חדשות לתיקון ולבנייה מחדש של גוף האדם", אומר ד"ר ג'ו. "מה שאנחנו עושים כאן זה בדיוק זה – שימוש במדע התחדשות ובמסירה זעיר פולשנית כדי לתת ללב הזדמנות להתאושש."
נכון להיום, יותר מ-4,000 השתלות לב מבוצעות בארצות הברית מדי שנה, בעוד אלפי חולים נוספים מתים בהמתנה לאיבר תורם. ד"ר ג'ו מקווה שטכנולוגיה זו תוכל להציע בסופו של דבר אפשרות נוספת.
"החזון שלנו", הוא אומר, "הוא שמטופלים יוכלו יום אחד לקבל רקמת לב מהונדסת העשויה מהתאים המתוכנתים מחדש שלהם, המועברת באמצעות הליך זעיר פולשני – ללא איבר תורם, ללא החלמה ארוכה, רק לב מתוקן".
השלבים הבאים
צוות Mayo Clinic מתכנן לקדם עבודה זו באמצעות בדיקות פרה-קליניות בקנה מידה גדול יותר כדי להבטיח את הבטיחות והיעילות של הטיפול לפני המעבר לניסויים קליניים בבני אדם, תהליך שלהערכת ד"ר Zhu עשוי להימשך חמש שנים או יותר.
"אי ספיקת לב נותרה מצב הרסני", הוא אומר. "אם נוכל להנגיש את הטיפול בתאי גזע ליותר חולים, במיוחד לאלו שבריריים מדי לניתוחי לב פתוח, נוכל להציל חיים".
