המכון הלאומי למדעי הרפואה הכללית, שלוחה של המכונים הלאומיים לבריאות (NIH), העניק ליובינג סאן, פרופסור חבר להנדסת מכונות ותעשיה באוניברסיטת מסצ'וסטס אמהרסט, פרס של 1.9 מיליון דולר למקסום חוקרים למחקר כדי לתמוך ב- חקר העקרונות הבסיסיים מאחורי התהליך שסוגר פערים הנגרמים על ידי פציעה או גדילה בין תאים. למחקר זה יש פוטנציאל לדחוף התקדמות בהבנתנו של ריפוי פצעים, טיפולי התחדשות סלולרית והתפתחות עוברית.
הפערים הנבדקים הם בגודל של 0.5-5 מילימטרים, וזה רלוונטי יותר מבחינה פיזיולוגית וגדול יחסית בתחום זה.
בדרך כלל כשאנשים לומדים את תהליכי סגירת הפערים הם ישאירו פער קטן במיוחד – רק בגודל של כמה תאים. זה גדול מזה – לא רק כמה תאים, אלא אלפים או יותר."
יובינג סאן, פרופסור חבר, הנדסת מכונות ותעשיה, אוניברסיטת מסצ'וסטס אמהרסט
"המטרה הגדולה ביותר שלנו כאן היא לקבל באמת הבנה תיאורטית טובה של: מהן התרומות האישיות של גורמים בודדים לתהליך הזה?" הוא אומר. "כאשר ישנם מספר גורמים מעורבים בו זמנית, איזה מהם מווסת את האחרים?"
כדוגמה לתהליך סגירת פערים, הוא מצביע על סגירת צינור עצבי במהלך התפתחות עוברית. "זה תהליך שנחקר היטב במודלים של בעלי חיים, אבל כמהנדס, אנחנו רוצים להציג סביבה מבוקרת יותר כדי ללמוד כיצד גורמים בודדים מווסתים את התהליך הזה", הוא אומר. בדרך כלל, במחקרים בבעלי חיים, החוקר היה מתמרן גנים שונים כדי לראות כיצד זה משפיע על ההתפתחות. "אבל הכל משתנה בו זמנית", הוא מסביר. "ממש קשה לשלוט בגורמים בודדים".
במקום זאת, סאן והצוות שלו מתכננים ליצור סביבות מכניות וביוכימיות מבוקרות כדי שיוכלו לחקור גורם אחד בכל פעם. גורמים אלה כוללים דברים כמו כוחות, גיאומטריית פערים ונוקשות מטריצה ורקמות.
בעוד שהמחקר עצמו מתמקד בהבנת התהליכים הבסיסיים של סגירת פערים, Sun מצביעה על מספר תחומים שבהם מחקר זה יכול לתמוך בהתקדמות עתידית.
יישום עתידי אחד הוא ריפוי פצעים. Sun אומר שכבר קיים מכשיר שמשתמש בכוס ואקום כדי למתוח את העור כדי להאיץ את תהליך הסגירה – אבל הם לא לגמרי מבינים איך זה עובד. "כרגע, פרמטרים רבים נקבעים באופן אמפירי, אבל אם אתה מבין את התהליך, אתה יכול לעצב על סמך העיקרון והדברים הופכים יעילים יותר", הוא אומר.
כיוון נוסף שהמחקר הזה יכול להודיע הוא בהתחדשות סלולרית. סאן מציינת שלעכברים שזה עתה נולדו ולדג הזברה יש לבבות שיכולים להתחדש לאחר פציעה. "תארו לעצמכם סוגרים את הפער או הפצע הזה, והתאים על פני הלב יכולים להתמיין לתאי השריר האלה בלב", הוא אומר. "אבל לבני אדם אין את היכולת הזו." הבנה עמוקה של תהליך סגירת הפערים יכולה לעורר השראה לטיפולים עתידיים לחידוש תאי לב.
סאן מצביע על מכנו-רפואה, תרופות המסוגלות לחקות את הרמזים המכניים שהוא שואף לשחזר במעבדה שלו, כתפוקה אפשרית המבוססת על מחקריו הבסיסיים הנוכחיים. "אתה לא מיישם ישירות רמזים מכניים, אבל אתה משתמש בתרופה כדי לחקות את האפקט הזה", הוא אומר.
