Sintetičke membrane bi mogle povratiti vid oštećenim očima

Istraživači sa Univerziteta u Šefildu razvili su metodu proizvodnje sintetičkih, biorazgradivih membrana kojima bi se matične ćelije mogle ugrađivati u oči. Ta tehnika omogućava naučnicima, čije je istraživanje objavljeno u časopisu Acta Biomaterialia, da proizvedu membrane koje oponašaju strukturu samoga oka. Nadaju se da će se ovaj novitet moći koristiti u lečenju brojnih oštećenih rožnjača - povrede odgovorne za velik broj slučaja slepila u svetu.

oko

Ovaj projekat, kojega finansira Fondacija Vellcome i Istraživački komitet za inženjering i nauku ( EPSRC ), vodi se u saradnji sa dr Virender Sangvan, pomoćnikom direktora i šefom Kliničkoga istraživanja pri Institutu za oči LV Prasad u Hajderabadu u Indiji. Istraživači su uvereni kako će njihove sintetičke membrane značajno povećati dostupnost operacija popravka rožnjače pomoću matičnih ćelija.

Kako bi saznali više o poboljšanjima koje bi ova metoda mogla omogućiti, autori ovog člana razgovarali su sa Sheilom MacNeil, profesoricom na Odeljenju za inženjering tkiva na Fakultetu za inženjering pri Univerzitetu u Šefildu. Za početak joj je postavljeno pitanje o postupku proizvodnje ovih sintetičkih membrana.

" Prvo koristimo tehniku koja se zove elektrospin ", odgovorila je. " To je na neki način kao da pletemo paukovu mrežu od tankih vlakana. Ta vlakna se izrađuju od materijala zvanoga PLGA, koji se koristi za izradu razgradivih šavova. PLGA se stavlja u špricu, istisnu se polimeri koji se skupljaju na rotirajućemu bubnju. Na kraju dobijemo mekanu tkaninu od vlakana debljine oko 100 mikrometara. Ova tkanina strukturno nije mnogo drugačija od maramice. Zatim koristimo tehniku zvanu ' mikrostereolitografija ' kojom se ugrađuju zaštitni džepovi u kojima se matične ćelije mogu " sakriti ". Mi zapravo oponašamo prirodno okruženje limbalnih matičnih ćelija u oku. To je odličan, ali i vrlo naporan posao. Potrebno je mnogo vremena da bi se mikrostereolitografijom proizvele odgovarajuće membrane.

Srećom, uspeli smo nadići ovu prepreku i slučajno smo otkrili kako to jednostavnije postići. Prekrili smo bubanj materijalom kojega pekari koriste kako bi sprečili da im se torte zalepe za lim. U tome materijalu postoji određeni uzorak o kojemu u početku nismo ni razmišljali. Međutim, kako smo nanosili PLGA na tom metodom prekriveni bubanj, primetili smo da se oblikuje po tome uzorku. Tako smo došli na ideju da kao kalup koristimo membrane koje su već obrađene mikrostereolitografijom. Na površinu bubnja smo stavili membranu kao šablon i elektrospinom naneli mekana vlakna na nju. Elektrospinom smo postigli oblik mikrodžepova kao i na predlošku. Sada sarađujemo s firmom koja koristi metodu elektrospina i pomoću te metode uspevamo da proizvede između 08:24 komada svakih par sati. "

Pristup korišćenju membrana u terapiji matičnim ćelijama nije nov. Međutim, proizvodnja većih količina sintetičkih membrana bi mogla povećati dostupnost ove vrste terapije.

" Matične ćelije se mogu uzeti iz zdravoga oka pacijenta i, kada ih se uzgoji dovoljno, mogu se ugraditi u oštećeno oko ", objasnila je profesorka MacNeil. " Međutim, oštećeno područje je toliko neplodno da ćelije ne bi preživele bez dodatnog supstrata. Naučnici trenutno koriste male delove amnionske membrane - tkiva u koje je dete umotano pri porodu - na koje stavljaju matične ćelije. Ova metoda je uspešna. Amnionska membrana je dobar biološki supstrat ; stanice se lako spajaju na nju, razgrađuje se relativno brzo i, nakon što se razgradi, stanice rožnjače ostanu u pravilnom položaju. Nažalost, postoji i nedostatak. "

" Ove membrane su deo ljudskoga tkiva. Materijal se stoga mora uzeti od pacijenata koji na to pristanu - od žena koje su rodile i koje rado pristanu na to da se njihove amnionske membrane koriste u te svrhe. Nadalje, pošto se radi o ljudskome tkivu, rezultati se razlikuju od slučaja do slučaja. Pa ipak, najveći problem je što se tkivo mora čuvati u uslovima odobrene od strane banke tkiva. To znači da tkivo možete nabaviti na siguran način samo ako imate pristup akreditovanoj banci tkiva koja ga ima na zalihama. U stvarnosti većina oftamoloških hirurga nema takav pristup. Ukoliko uspijemo proizvesti efikasan sintetički materijal, neće biti potrebno imati pristup banci tkiva. Membrane će se jednostavno moći da uskladišti u sterilnim uslovima dok ne budu potrebne. Ova metoda bi bila sigurnija i dostupnija. To je cilj našega istraživanja. "

Ovaj projekat još nije u fazi Kliničkoga testiranja, ali je ekipa postigla vrlo obećavajuće rezultate u laboratoriji. Po profesorici MacNeil, do poboljšanja u vidu može doći u manje od mesec dana od zahvata.

" Kako bi se uverili da je ova metoda efikasna, trenutno je testiramo na očima zečeva ", rekla je. " Naglašavam da koristimo samo oči zečeva već ubijenih u komercijalne svrhe i da ne ubijamo nove. Zarežemo rožnjaču oka kako bismo stvorili povređeno područje, etanolom uklonimo deo rožnjače, uzgojimo stanice na našim veštačkim membranama i zatim pomoću lepka i vlakana membrane zalepimo na oštećenu rožnjaču. Membrana se počinje razgrađivati i stanice formiraju novi epitel rožnjače. U laboratoriji se novi epitel od nekoliko slojeva proizvede za oko tri nedelje. "

" Verujemo da bi se i kod ljudi vid popravio za toliko vremena kad bismo koristili uzgojene ćelije na ljudskim rožnice ", nastavlja profesorka MacNeil. " Koliko će se vid poboljšati, varira zavisno o pacijentu. U nekim slučajevima pacijenti su zbog povrede praktično slepi, a drugi mogu videti kretanje i neke osnovne oblike. U Hajderabadu su naši saradnici pomoću amnionskih membrana gotovo potpuno vratili vid nekim pacijentima. Vid neće uvek biti savršen, ali će se značajno poboljšati. Dr Sangvan je izveo oko osamsto ovakvih zahvata i rezultati su zapanjujući. U godinu dana bio je uspešan u preko 80% slučajeva. "

Na kraju smo upitali profesoricu MacNeil o sledećim koracima u ovome uzbudljivom istraživačkom projektu.

" Trenutno smo u pregovorima sa regulatornim službama u Indiji ", odgovara. " Prijavili smo se sa našim kolegama iz Hajderabad za dozvolu za prvo testiranje na ljudima. Iako još mnogo toga treba napraviti pre toga, želeli bismo provesti studiju sa našim sintetičkim membranama do kraja iduće godine. "

Izvor: Science Omega, Znanost