Wetenschappers van de Sechenov Universiteit, samen met hun collega Chinese en Amerikaanse onderzoekers, de laatste ontwikkelingen in het gebruik van skeletspiervoorlopercellen hebben onderzocht, het specificeren van de kernuitdagingen die inherent zijn aan de toepasbaarheid van MPC's in celtherapie, en het schetsen van de meest veelbelovende baanbrekende technologieën. De resultaten van dit onderzoek zijn gerapporteerd in Technische Natuurkunde Beoordelingen , het artikel werd ronduit geprezen door de redactie.

Progenitorcellen zijn cellen die het vermogen hebben om te evolueren (of te differentiëren) tot een specifiek type cel, bijvoorbeeld, spierweefsel cellen. Dit vermogen maakt hen tot belangrijke kandidaten voor celtherapie bij de behandeling van beschadigd spierweefsel als gevolg van letsel, ziekte, of leeftijdsgebonden disfuncties. De techniek kan als volgt worden beschreven:progenitorcellen worden geoogst uit het gezonde spierweefsel van de patiënt, in vitro gekweekt en vervolgens geënt op de beschadigde weefsels van de patiënt. De methode vereist de juiste omgeving (vergelijkbaar met die in het menselijk lichaam) om de differentiatie van voorlopercellen onder laboratoriumomstandigheden mogelijk te maken. Echter, zeer gevoelig zijn voor de meest subtiele veranderingen in de groeiondersteunende micro-omgeving, progenitorcellen kunnen hun gedragspatronen ex vivo veranderen en het vermogen verliezen om te differentiëren tot doelcellen.

Het onderzoek toont aan dat een goede beheersing van het gedrag van voorlopercellen zowel een geschikte scaffold (of een 'ruggengraat' waarop het weefsel wordt gekweekt) als een extracellulaire matrix vereist die de omringende cellen met elkaar verbindt en de intracellulaire processen reguleert.

Extracellulaire matrix die de micro-omgeving voor voorlopercellen in vivo biedt, bevat honderden verschillende eiwitten, lipiden, en koolhydraten, die een cruciale rol spelen bij weefselregeneratie. Deze micro-omgeving is extreem actief en de interne processen zijn essentieel voor celgroei en migratie. Ondanks de bestaande veelheid aan kunstmatige extracellulaire matrices, inclusief die afgeleid van dierlijke weefsels, inheemse menselijke weefsels blijven de meest gunstige omgeving voor celkweek.

Voorafgaand aan de publicatie van hun rapport, de auteurs hadden extracellulaire matrix-afgeleide steigers ontworpen voor het biofabriceren van de huid, skeletspier- en nierweefsels die uitstekende levensvatbaarheidsresultaten vertoonden vanwege hun weefselspecifieke differentiatie. Om functionele matrices te ontwerpen, alle cellen en hun componenten die een immuunreactie kunnen veroorzaken tijdens de transplantatie worden mechanisch geïsoleerd, of uitgewassen met verwerkingsoplossing, van het doelweefselmonster. De wetenschappers hebben een methode voor weefselontcelling ontworpen en getest die op efficiënte wijze de celcomponenten verwijdert, met behoud van de structurele ondersteuning - de matrix - en actieve verbindingen (cytokinen, groeifactoren), die in wezen het celgedrag beheersen. Dit werd mogelijk gemaakt door het decellularisatieproces te versnellen:de oplossing blijft korter in contact met kritische verbindingen, hun integriteit en levensvatbaarheid te waarborgen. Er bestaan ​​ook een aantal extracellulaire matrix-hydrogeltypes waarvan is bewezen dat ze redelijk effectief zijn in weefselconstructie en toevoer van voedingsstoffen.

Zoals Peter Timashev, een bijdragende auteur en directeur van het Institute for Regenerative Medicine van de Sechenov University, merkte op, "Bij het in vitro construeren van weefsels of lichaamsorganen, we streven er altijd naar om het soort omgeving te creëren dat zo identiek is aan het menselijk lichaam als praktisch mogelijk is. Dat gezegd hebbende, de enorme complexiteit van extracellulaire matrixmake-up maakt de fabricage van volledig duurzame kunstmatige matrices op dit moment onhaalbaar. Daarom, ons doel is om te proberen de matrix zeer zorgvuldig te extraheren en te gebruiken bij het ontwerpen van doelweefsels - deze techniek zal in de toekomst een nauwkeurige reproductie van levende weefsels mogelijk maken en hun toepassing in klinische omgevingen vergemakkelijken."