28 Nisan 2022 ile GBASPACE

KÖK HÜCRE BAZLI BİYOMALZEME BEL AĞRISI VE OMURİLİK SORUNLARI İLE İLİŞKİLİ DOKULARIN YENİLENMESİNE YARDIMCI OLABİLİR!

Bel ağrısı, dünya çapında engelliliğin önde gelen nedeni olup ciddi bir sosyoekonomik yük oluşturmaktadır. Bu ağrının yaygın bir nedeni, omurlar arasında bulunan ve omuriliğe esnekliğini kazandırmaya yardımcı olan intervertebral disklerin (IVD’ler) dejenerasyonudur. İntervertebral disklerin dejenerasyonu ise spinal deformite gibi daha ciddi durumlara yol açabilmektedir. Biomaterials’de yayınlanan yakın tarihli bir makalede, Osaka Üniversitesi ve Kyoto Üniversitesi’ndeki araştırmacılar tarafından yönetilen bir ekip, insan kök hücrelerinden elde edilen kıkırdak dokusunun kullanılmasının intervertebral disklerin dejenerasyonundan kaynaklanan işlevsellik kaybını önlemeye yardımcı olabileceğini gösterdi.

Osaka Üniversitesi ve Kyoto Üniversitesinde bulunan bir araştırma grubu, çekirdek pulposusunda ( NP ) hücre dışı matrixi ( ECM ) oluşturmak ve sürdürmek için gerekli hücreleri içeren doku mühendisliği yapılmış bir implant kurmayı amaçladı.

Nucleus pulposus viskoelastik ve damarsız bir yapıdadır. NP hücreleri ve NP hücreleri tarafından üretilen ve korunan hücre dışı matristen oluşmaktadır. Hücre dışı matrix, NP’nin mekanik özelliklerini de belirlemektedir.

Çalışmanın baş yazarı Takashi Kamatani, çekirdek pulposusunda bulunan hücre dışı matrixin diğer önemli proteinler için yapı iskelesi görevi gören bir kolajen ağı olduğunu ve bu bileşimin eklem kıkırdağının hücre dışı matrixine benzediğini dile getirdi. Bundan mütevellit kıkırdak üretebilen ve destekleyebilen hücre tiplerinin intervertebral disklerin dejenerasyonunu tedavi etmek için yararlı olabileceğini söyledi.

Araştırmacılar, doğal NP ( nucleus pulposus ) hücrelerinin büyüme ve bölünme sınırlarına sahip olmadıkları için farklı hücre türleri haline gelebilen uyarılmış pluripotent kök hücreler (iPSC’ler) kullandılar. Uyarılmış pluripotent kök hücreler, kıkırdak üreten kondrositlere dönüşebilirler. Bu yöntem, eklem kıkırdağı kusurları olan belirli hayvanlara implante edildiğinde onarım dokusu oluşturmak için başarıyla sonuç vermiştir. Burada, intervertebral disk dejenerasyonunun bir modeli olarak NP’nin intervertebral disklerden çıkarıldığı laboratuvar farelerine implantasyon için insan iPSC’den türetilen kıkırdak dokusu (hiPS-Cart) geliştirdiler, hiPS-Cart, 14 hafta boyunca kondrojenik farklılaşma ile oluşturulmuştur.

Noriyuki Tsumaki, farelere implant edilen hiPS-Cart’ın hayatta kalabildiğini ve korunabildiğini, intervertebral disk ve vertebral kemik dejenerasyonunun önlendiğini dile getirdi. 

Araştırma ekibi implantasyondan altı hafta sonra hiPS-Cart’ın gen ekspresyon profilini de inceledi. Kondrosit benzeri NP hücreleriyle uyumlu özellikler buldular. Bu sonuç kondrosit benzeri hücrelerin tek başına NP işlevselliğini geri yüklemek için yeterli olduğunu gösterdi.

Kamatani, bulguların insan intervertebral disk dejenerasyonuna yönelik tedavilerin geliştirilmesinde bu hiPS-Cart sisteminin kullanılmasının güçlü bir destek sağladığını ifade etti.

Bu çalışma, yalnızca intervertebral disk dejenerasyonundan kaynaklanan sırt ağrısı için bir tedavi olarak değil, aynı zamanda sorunu tamamen tersine çevirebilecek rejeneratif bir terapi olarak yararlı olacak yeni bir doku mühendisliği yapısını tanıtmaktadır.

REFERANS 

  1. Human iPS cell-derived cartilaginous tissue spatially and functionally replaces nucleus pulposus