通过屏蔽干细胞减少心脏病发作损伤
莱斯大学(Rice University)和贝勒医学院(Baylor College of Medicine, BCM)的生物工程师和外科医生已经证明，用一种新型生物材料屏蔽干细胞可以提高细胞治愈心脏病发作引起的心脏损伤的能力。
在一项使用啮齿动物的研究中，由莱斯大学的Omid Veiseh和贝勒大学的Ravi Ghanta领导的团队表明，它可以制造伤口愈合的胶囊间充质干细胞并使用微创技术将它们植入受伤的心脏。研究人员发现，在四周内，接受屏蔽干细胞治疗的动物的心脏愈合程度是接受非屏蔽干细胞治疗的动物的2.5倍。
这项研究发表在《皇家化学学会》杂志的网络版上生物材料科学．
有人有心脏病在美国每40秒就发生一次。在每种情况下，向心脏供血的动脉会堵塞，心肌组织会因缺乏血液而死亡。因心脏病发作而受损的心脏泵血效率降低，而心脏病发作伤口的疤痕组织会进一步降低心脏功能。
赖斯大学生物工程助理教授、CPRIT癌症研究学者Veiseh说:“我们正在努力做的是在这些部位产生足够的伤口愈合化学物质，称为修复因子，这样受损组织就会得到修复和恢复，就像健康组织一样，而死亡组织的疤痕就不会形成。”
甘塔是贝勒外科副教授，哈里斯健康本陶博医院的心胸外科医生，也是这项研究的联合主要作者，他说，先前的研究表明，骨髓中产生的一种成体干细胞，可以促进心脏病发作后的组织修复。但在MSCs的临床试验中，“细胞活力一直是一个挑战，”甘塔说。
“许多细胞在移植后死亡，”他说。最初，研究人员希望干细胞能变成心脏细胞，但事实似乎并非如此。相反，细胞释放愈合因子，使修复和减少损伤的程度。通过使用这种屏蔽治疗方法，我们的目标是通过延长它们的寿命和增加它们的数量来提高这种效益。”
已经批准了几条MSC航线人类使用但Veiseh说，移植排斥反应是导致它们在试验中缺乏活力的原因之一。
“它们是异体的，这意味着它们来自不同的接受者，”他说。“免疫系统将它们视为异类。所以很快，免疫系统开始咀嚼并清除它们。”
Veiseh花了数年时间开发专门设计的不激活人体免疫系统的封装技术。他联合创立了Sigilon Therapeutics公司，这是一家位于马萨诸塞州剑桥市的生物技术公司，正在开发针对慢性疾病的胶囊细胞疗法。Sigilon治疗A型血友病的临床试验预计将于今年晚些时候进入临床。
“免疫系统它不认为我们的水凝胶是外来的，也不会对水凝胶发起反应，”Veiseh说。“所以我们可以在这些水凝胶中装载msc, msc在水凝胶中生活得很好。它们还分泌与正常情况下相同的修复因子，而且由于水凝胶是多孔的，伤口愈合因子就会扩散出去。”
在之前的研究中，Veiseh和同事们已经证明了类似的胶囊可以使啮齿动物体内产生胰岛素的胰岛细胞存活并茁壮成长超过6个月。在心脏研究中，研究的共同主要作者萨米拉·阿格拉-福托瓦(Samira Aghlara-Fotovat)是维瑟实验室的一名生物工程研究生，她制造了1.5毫米的胶囊，每个胶囊含有大约3万个msc。其中一些胶囊被放置在经历过心脏病发作的动物的心肌损伤区域旁边。该研究比较了使用屏蔽和不使用屏蔽干细胞的动物的心脏愈合率细胞以及未接受治疗的对照组。
Veiseh说:“我们可以通过导管端口系统输送胶囊，这就是我们想象的它们在人类患者身上使用的方式。”“你可以在心脏外的区域插入一根导管，然后使用微创图像引导技术通过导管进行注射。”
Veiseh说，研究中的胶囊是由包裹心脏的心包膜固定住的。两周后的测试显示，骨髓间充质干细胞在植入球内存活并茁壮成长。
每年有80多万美国人心脏病发作，甘塔希望胶囊化间充质干细胞有一天可以用于治疗其中一些心脏病。
“随着进一步的发展，这种生物材料和干细胞可能有助于为心脏病患者提供修复性治疗。”
Veiseh表示，获得监管机构批准的途径也可以简化。
他说:“临床级别的异体间充质干细胞已在市场上上市，并正积极用于患者的各种应用。”
Veiseh称赞aghala - fotovat为这个项目做了很多工作。
“她基本上实现了愿景，”他说。“她开发了水凝胶配方，提出了如何在水凝胶中包装msc的概念，她做了所有的体外验证工作，以表明msc在胶囊中仍然可以存活。”
aghala - fotovat与Ghanta共同指导，并与研究助理Aarthi Pugazenthi一起在贝勒大学的实验室工作，包括协助啮齿动物手术和实验。
“这个项目吸引我的地方在于(心攻击)恢复，”aghala - fotovat说。“使用水凝胶递送治疗药物是一种令人兴奋的方法，旨在克服药物递送领域的许多挑战。我也看到了一条通往临床的清晰道路，这是我博士学位的最终目标。”
Veiseh说:“我认为吸引学生来我实验室的原因之一是有机会做翻译工作。”“我们与甘塔博士等医生密切合作，解决与人类健康有关的问题。”
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