Επανάσταση στη μηχανική ιστών: Νέα ευρήματα από το Mainz για θεραπεία!

Επανάσταση στη μηχανική ιστών: Νέα ευρήματα από το Mainz για θεραπεία!

Μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον καθηγητή Δρ Shikha Dhiman από το Πανεπιστήμιο Johannes Gutenberg του Mainz διερεύνησε τρόπους βελτίωσης των βιοϋλικών για τη μηχανική ιστών. Η εστίαση ήταν στη σύνδεση μοντέλων κυτταρικών μεμβρανών σε βιοϋλικά προκειμένου να προωθηθεί η καλλιέργεια δέρματος και οργάνων με βλαστοκύτταρα. Μια βασική πρόκληση σε αυτόν τον τομέα ήταν ότι τα βλαστοκύτταρα δεν προσκολλήθηκαν πάντα στα υλικά ξενιστή όπως αναμενόταν, με αποτέλεσμα να διακυβεύεται η αποτελεσματικότητα της μηχανικής ιστών. Ωστόσο, τα τρέχοντα ευρήματα της ομάδας θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε σημαντική πρόοδο. αναφέρει το Πανεπιστήμιο του Μάιντς, ότι η αλληλεπίδραση δέσμευσης μεταξύ βλαστοκυττάρων και βιοϋλικών εξαρτάται όχι μόνο από την ισχύ της αλληλεπίδρασης αλλά και από την ταχύτητα των μορίων.

Τα αποτελέσματα αυτά δημοσιεύτηκαν στο διάσημο επιστημονικό περιοδικό PNAS. Τα αποτελέσματα της μελέτης δείχνουν ότι η υπόθεση ότι η ισχυρή δέσμευση συνδέτη από μόνη της είναι επαρκής ήταν ανεπαρκής. Κατά τη διερεύνηση του δεσμού μεταξύ των ινών γέλης και των κυτταρικών μεμβρανών, ο Dhiman και ο Καθ. Δρ. Bert Meijer διαπίστωσαν ότι παρόμοιοι ρυθμοί κίνησης προσδεμάτων και υποδοχέων προάγουν σημαντικά τη σύνδεση. Ακόμη και οι ασθενείς δεσμοί μπορούν να οδηγήσουν σε σημαντικές αλληλεπιδράσεις σε συγκρίσιμες ταχύτητες, οι οποίες θα μπορούσαν να διευρύνουν τις δυνατότητες της μηχανικής ιστών.

Ο ρόλος των βιοϋλικών

Στόχος της μηχανικής ιστών είναι η επιδιόρθωση και η αναγέννηση του κατεστραμμένου ιστού, κάτι που διευκολύνεται ιδιαίτερα από τη χρήση νέων βιοϋλικών. Αυτά τα υλικά που αλληλεπιδρούν με βιολογικά συστήματα μπορεί να είναι φυσικής ή συνθετικής προέλευσης. Σημαντικές ιδιότητες των βιοϋλικών περιλαμβάνουν τη βιοσυμβατότητα, τη δυνατότητα αποστείρωσης, τη βιοαποδομησιμότητα και τη βιοδραστικότητα. Αναφέρει η PMC ότι τα φυσικά πολυμερή όπως η χιτοζάνη, η ζελατίνη και το κολλαγόνο συχνά προτιμώνται λόγω της υψηλότερης βιοσυμβατότητας και της χαμηλότερης τοξικότητάς τους.

Τα φυτικά βιοϋλικά κερδίζουν επίσης σημασία ως εναλλακτικές λύσεις αντί των ζωικών υλικών, ιδίως λόγω ηθικών και περιβαλλοντικών ανησυχιών. Το αλγινικό, ένας φυσικός πολυσακχαρίτης από καστανά φύκια, χαρακτηρίζεται από την ικανότητά του να σχηματίζει υδρογέλες μέσω ιοντικής διασταύρωσης με Ca2+. Προωθεί την επούλωση των πληγών και χρησιμοποιείται σε διάφορες εφαρμογές όπως υδρογέλες και μεμβράνες.

Σύγχρονες τεχνολογίες στη μηχανική ιστών

Καινοτόμες τεχνολογίες όπως η εκτύπωση 3D και 4D φέρνουν επανάσταση στη μηχανική ιστών και διευρύνουν σημαντικά τις δυνατότητες. Η 3D εκτύπωση επιτρέπει τη δημιουργία εμφυτευμάτων ειδικά για τον ασθενή, ενώ η 4D εκτύπωση δημιουργεί δυναμικές δομές που ανταποκρίνονται σε εξωτερικά ερεθίσματα. Αυτές οι τεχνικές είναι ιδιαίτερα σημαντικές για τη θεραπεία ασθενειών όπως το COVID-19, όπου τα μεσεγχυματικά βλαστοκύτταρα χρησιμοποιούνται για την αποκατάσταση κατεστραμμένου πνευμονικού ιστού.

Οι τρέχουσες εξελίξεις στον τομέα των βιοϋλικών και της μηχανικής ιστών δείχνουν πολλά υποσχόμενες προοπτικές για το μέλλον της αναγεννητικής ιατρικής και των ιατρικών εμφυτευμάτων. Πανεπιστήμιο του Μάιντς υπογραμμίζει ότι αυτές οι εξελίξεις θα μπορούσαν να έχουν σημαντικές επιπτώσεις για τις ανοσοθεραπείες και τη στοχευμένη χορήγηση φαρμάκων, γεγονός που θα βελτιώσει περαιτέρω τις συνολικές επιλογές ιατρικής θεραπείας.