ترکیبی غربالگری رویکرد باز می شود مسیر بهتر-کیفیت غضروف مفصل

(لس آنجلس و شیکاگو) -- غضروف است که به دور از بودن مانند غضروف. به عنوان یک لاستیک مانند بافت الاستیک به طور گسترده ای متفاوت خواص آن روان مفاصل ما را به نگه داشتن آنها را سالم و در حال حرکت و اشکال بسیاری از ما ساختارهای داخلی مانند دیسک مهرهای در ستون فقرات ما انعطاف پذیر و اتصالات بین دنده ها و صدای ما جعبه و همچنین خارجی بافت مانند بینی و گوش.

به طور خاص در مفاصل ساییدگی و پارگی غضروف در طول زمان در نهایت می تواند منجر به درد استخوان بر روی استخوان مخاطبین و استخوان و التهاب است که طاعون مبتلا به آرتروز شایع ترین شکل آرتریت است. در ایالات متحده به تنهایی 32.5 میلیون بزرگسالان مبتلا به آرتروز و تا کنون هیچ استراتژی است که اجازه می دهد تا ماندگار تعمیر و یا جایگزینی رونده مشترک (مفصلی) غضروف.

برای غلبه بر این مشکل محققان با استفاده از استراتژی های مهندسی بافت برای تولید غضروف از سلول های بنیادی در خارج از بدن انسان اما "این می تواند چالش برانگیز برای جلوگیری از fibrocartilage و هیپرتروفیک غضروف از تشکیل هنگام استفاده از استراتژی های مهندسی بافت" گفت: Eben Alsberg, Ph. D., the Richard و وام هیل استاد مهندسی زیستی, ارتوپدی, فارماکولوژی و مکانیکی و مهندسی صنایع در دانشگاه ایلینوی در شیکاگو بود که قبلا در مورد غربی رزرو دانشگاه. پس از لانه گزینی به مفاصل و غضروف مهندسی می تواند تبدیل به ناپایدار و ناکارآمد و روش های است که می تواند تعیین پیچیده تر شرایط را برای تولید با کیفیت بالا و غضروف ex vivo و نگهداری آن در شرايط in vivo تا کنون محدود شد.

در حال حاضر یک مشترک تیم تحقیقاتی به رهبری علی Khademhosseini, Ph. D., مدیر و مدیر عامل Terasaki موسسه که پیش از این مدیر دانشگاه کالیفرنیا لس آنجلس (UCLA) مرکز جراحی های کم تهاجمی درمان و Alsberg توسعه داده است یک چند جزء نوع ماده بیولوژیکی بر اساس رویکرد غربالگری که برای شناسایی مواد ترکیب و مکانیکی و مولکولی محرک را قادر می سازد انسان سلول های بنیادی در تمایز به سلول ها قادر به تولید با کیفیت بالاتر غضروف مفصلی. مطالعه منتشر شده در علم پیشرفت.

"ما در زمان یک رویکرد جامع به غضروف مهندسی با این چند in vitro با رویکرد غربالگری با بالا توان از طریق ترکیب بسیاری از مواد بیومکانیکی و مولکولی پارامترهای که در این پیچیدگی به حال قبل از انجام شده است" گفت: Khademhosseini. "این به ما اجازه تعریف خواص مواد و ترکیبات و خاص مکانیکی و بیوشیمیایی و دارویی کمک های که به کمک راهنمای انسان سلولهای بنيادی مزانشيمی (hMSCs) پایین تمايز مسیر نسبت به غضروف مفصلی-تولید سلول های غضروف در شرايط in vitro و بهتر حفظ قابلیت های خود را در هنگام انتقال به موش."

سلول های غضروف که افتراق از hMSCs فرم غضروف توسط ترشح کلاژن و دیگر مولکولهای زیستی را در خارج سلولی محیط های که در آن آنها به صورت هیدراته الاستیک ماتریس. اما به عنوان متفاوت غضروف تنها حفظ نسبتا کم تعداد به طور معمول عملکرد سلول های غضروف و فاقد حمایت های خونی آن را نمی کارآمد تعمیر و بازسازی خود است.

در این مطالعه تیم مونتاژ فشرده سازی راکتور از 3D چاپ قطعات با آرایه ای از 288 فردی هيدروژل بر اساس biomaterials برای نمایش پارامترهای متعدد ارائه شده در بومی توسعه غضروف ریز محیط. این هیدروژل ساخته شد تا از دو biomaterials شده methacrylated آلژينات (OMA) و پلی اتیلن گلیکول (PEG). دو hydrogel قطعات می توان به cross-linked به یکدیگر برای ایجاد یک زیست تخریب پذیر و سازگار متراکم و به هم پیوسته الاستیک شبکه. در نوع ماده بیولوژیکی محققان تعبیه شده hMSCs و علاوه بر تلفن-اتصال لیگاندهای که شبیه به حالت عادی خارج سلولی محیط زیست از توسعه و غضروف و عوامل رشد مطلوب غضروف سلول های تمایز. این hydrogel نوع ماده بیولوژیکی با محصور hMSCs می تواند دستکاری مکانیکی بین ثابت و متحرک صفحات به موجب آن صفحه متحرک است که چرخه تحت فشار قرار دادند تا از پایین با ریز کالیبره نیروهای, باعث این نوع ماده بیولوژیکی داربست فشرده شود و سپس آرام دوباره در هر زمان.

قادر به پشتیبانی از hMSCs با غضروف خاص سلول های کشت و آنها را در معرض اضافی بیوشیمیایی نشانه در حالی که آنها را متمایز از دستگاه جدا شد و به چند اتاق و هر اتاق شد مربوط به یک ميکروفلوييدی سیستم پشتیبانی. از آنجا که همه مربوط به نوع ماده بیولوژیکی و مکانیکی و شیمیایی پارامترهای می تواند به صورت جداگانه متنوع بین biomaterials از آرایه محققان می تواند مطالعه ترکیبات متعدد از نشانه ها به طور همزمان.

"رویکرد ما مشخص نوع ماده بیولوژیکی ترکیب است که ارائه یک نقطه شیرین از هيدروژل خواص فیزیکی فقط مقدار سمت راست از ماتریکس خارج سلولی و انتقادی عوامل رشد و مکانیکی تحریک که hMSCs مورد نیاز در این پیچیدگی به توسعه بسیار کاربردی سلول های غضروف مفصلی در مهندسی سیستم" گفت: co-اولین نویسنده Junmin لی, دکتری فوق دکتری همکار در Khademhosseini گروه.

Alsberg اضافه شده است که این تیم را در دستگاه محور biomaterials استراتژی "شناسایی نشانه ها در تلفن همراه ریز محیط است که می تواند ترجیحا درایو مهندسی بافت سازه به یک ترجیح hyaline cartilage فنوتیپ". سلول های غضروف که بالغ در biomaterials ترشح مقدار قابل توجهی از ماتریکس خارج سلولی مولکول که آهنگسازی طبیعی در غضروف مفاصل.

لی همراه با دیگر شرکت اولین نویسنده Oju Jeon, دکتری پژوهش استاد کار با Alsberg و دیگر اعضای تیم نیز مورد مطالعه قرار مسیرهای مولکولی که سلول های غضروف به طور معمول استفاده به transduce مکانیکی سیگنال ها را از خود خارج سلولی محیط زیست برای کنترل بیان ژن. "ما دریافتیم که کمتر از حد مطلوب نوع ماده بیولوژیکی خواص است که افزایش فعالیت یک mechanotransducing پروتئین به نام صدای تند و تیز آن به پایین جریان اثرات باعث شد سلول های غضروف به اتخاذ کمتر از عملکرد دولت به شدت شبیه یکی در هیپرتروفیک غضروف در بیماران" گفت: Jeon. "در مقابل مهار YAP با مواد مخدر خاص مورد علاقه شکل گیری عملکردی سلول های غضروف مفصلی در سیستم ما است."

این YAP بازدارنده و همچنین به عنوان یک مهار کننده WNT یکی دیگر از پروتئین های درگیر در mechanotransduction بودند نیز یافت می شود توسط این تیم در جستجو برای مواد مخدر که به نفع شکل گیری سالم غضروف مفصلی در سیستم خود را.

برای بررسی اینکه آیا خود را به طور کلی رویکرد می تواند فعال کردن نسل از سلول های غضروف است که همچنین می تواند موثر تر در داخل بدن آنها کوچک تا موفقیت یک بیماری است که منجر به از روش غربالگری خود از هيدروژل 1 میلی متر در قطر به یکی که اندازه گیری 8 میلی متر در قطر. "هنگامی که ما به طور فعال در مهار YAP یا مکانیکی مبدل سیگنال WNT در طول 21 روز از کندروسیت تمايز در محيط in vitro کاشته شده در مهندسی بافت زیر پوست موش و تجزیه و تحلیل ایمپلنت دوباره پس از اضافی 21 روز ما مشاهده با کیفیت بالاتر سلول های غضروف به طور قابل توجهی کمتر هیپرتروفی نسبت به گروه کنترل که تحت درمان با مهارکننده های قبل از لانه گزینی" گفت: Jeon.

"فرصت هایی که رویکرد ما ارائه می دهد و اطلاعات آن را در حال حاضر به ما کمک کرد تا با ارائه یک گام مهم به سوی نسل واقعا درمانی غضروف مفصلی و برخی از دیدگاه های ما جمع آوری شده نیز می تواند anniversary برای افزایش عملکرد موجود در غضروف مفاصل در بیماران مبتلا به آرتروز و برای شخصی تر استراتژی" گفت: Khademhosseini. گروه خود را همچنان تلاش های خود را در رابط Terasaki موسسه شخصی ایمپلنت های شخصی, سلول شخصی مواد سیستم عامل در همکاری با Alsberg سلول های بنیادی و مهندسی داروهای رمان (صعود) آزمایشگاه.

###

اضافی نویسندگان در مطالعه مینگ کنگ, Ph. D., Amr Abdeed, Ph. D., Jung-Youn Shin, Ph. D. ها نئول لی, دکتری یو Bin Lee, Ph. D., Wujin, خورشید, Ph. D., Praveen Bandaru, Daniel S., Alt, KangJu لی, Ph. D., Han-Jun Kim, DVM,/, Ph. D., Sang Jin Lee, Ph. D., سومالی Chaterji دکتری و سو Ryon Shin, دکتری این کار تامین شده بود توسط موسسه ملی بهداشت تحت اعطای AR066193.

Terasaki موسسه پزشکی نوآوری

استوارت هان, shan@terasaki.org, +1 818-836-4393

این Terasaki موسسه پزشکی نوآوری (terasaki.org) is a non-profit سازمان پژوهش که اختراع و پرورش راه حل های عملی است که بازگرداندن و یا افزایش سلامت افراد است. پژوهش در Terasaki موسسه اهرم پیشرفت علمی است که قادر به درک آنچه باعث می شود هر فرد منحصر به فرد از macroscale از بافت انسان را به microscale ژن برای ایجاد راه حل های تکنولوژیکی برای برخی از مبرم ترین مشکلات پزشکی زمان ماست. ما با استفاده از فن آوری های نوآورانه سیستم عامل به مطالعه بیماری در انسان در سطح فردی بیماران با ترکیب پیشرفته محاسباتی و بافت-مهندسی مواد و روش ها. یافته های حاصل از این مطالعات در حال ترجمه توسط تیم های تحقیقاتی ما به مناسب تشخیصی و درمانی روش های فراگیر شخصی مواد سلول ها و ایمپلنت های با پتانسیل منحصر به فرد و گسترده ای کاربرد به انواع مختلفی از بیماری و اختلالات و صدمات.

موسسه ساخته شده است ممکن است از طریق وقف از اواخر Dr. Paul I. Terasaki پیشگام در زمینه پیوند عضو فن آوری است.