חוקרי טקסטיל מכינים תאי גזע כדי להפוך לרקמת איברים
תאריך פרסום:כמעט 3,000 אנשים מתו בהמתנה להשתלת איברים בשנת 2022, על פי רשת רכש והשתלות איברים, ויותר מ-100,000 אנשים נותרו ברשימת ההמתנה. חוקר במדינת NC מניח את הבסיס לגידול תאי גזע לרקמת איברים חלופיים, תוך שהוא רואה עתיד ללא צורך באיברים תורמים.
ג'סיקה מ' גלוק, עוזר פרופסור של הנדסת טקסטיל, כימיה ומדעים בתוך ה מכללת וילסון לטקסטיל, חוקר מיקרו-סביבות בגוף האדם. מיקרו-סביבות אלו מטפחות צמיחה ופעילות של תאים, ויש להן תכונות פיזיות ומכניות שונות בהתאם למקום בגוף בהן הן נמצאות.
המעבדה של גלוק ניסויים עם חומרים ננוסיביים ליצירת פיגומים שיכולים להעביר תאי גזע לתוך הגוף. תאים שנלקחו מאדם יכולים למעשה להיות מתוכנתים מחדש לתאי גזע דמויי עובריים. תאי הגזע הם פלוריפוטנטים, כך שהם יכולים להתחדש לכל תא בגוף. גלוק והצוות שלה משנים את תכונות הפיגום הננו-סיבי כדי לחקות מיקרו-סביבות מסוימות, מה שבתורו מעודד את תאי הגזע להפוך לסוג מסוים של תאים או לגדול לרקמה ספציפית.
קָשׁוּר
המחקר המדעי הבסיסי המתרחש במעבדה של גלוק יחזק מחקר יישומי עתידי המתמקד בתיקון וגידול איברים: הבנת הניואנסים של התפתחות תאים תסייע לחוקרים ללמוד כיצד למנוע מחלות וליצור רקמות חדשות.
"לא נצטרך איברים תורם או רקמת תורם. אנשים לא יצטרכו לדאוג שהגוף שלהם ידחה איברים מושתלים", אמר גלוק. "אנחנו עדיין רחוקים מהמציאות הזו, אבל אני חושב שב-20 השנים הבאות, נתחיל לראות את התהליך הזה הופך לאפשרי יותר ברפואה מותאמת אישית."
על פני השטח, טקסטיל נשמע כמו גרביים ומגבות. כשאתה מסתכל על התעשייה כולה, אתה מסתכל על דברים העשויים מפולימרים, שזה כמעט הכל.
גלוק והצוות שלה מתנסים ביצירת פיגומים המחקים באופן ספציפי מיקרו-סביבות בלב ובקרנית. המחקר כולל שילוב של טקסטיל, הנדסה ביו-רפואית, רפואה והנדסת מכונות. גלוק עבד לצד המחלקה להנדסת חשמל ומחשבים וה מחלקה משותפת להנדסה ביו-רפואית לחקור זרמים חשמליים בתאי לב. Gluck הוא גם חלק מה המכון לרפואה השוואתית, המטפח מחקר בינתחומי וגילוי מדעי לשיפור בריאות האדם ובעלי החיים. גישה רב-תחומית חיונית למעבדה. https://www.youtube.com/embed/Zqqt39k9njg?feature=oembed&enablejsapi=1תאי גזע פלוריפוטנטיים פועמים באופן סינכרוני בצורה דומה לתאי לב.
סו הי קוק, Ph.D. מועמד ב תוכנית מדעי הסיבים והפולימרים, למד הנדסה ביו-רפואית לפני שהצטרף למכללת וילסון לטקסטיל. הם תכננו להרוויח דוקטורט. בהנדסה ביו-רפואית לפני שנודע להם שגלוק חוקר רקמות לב. כעת, הם חוקרים כיצד תאי גזע פלוריפוטנטיים יכולים להפוך למיוציטים לבביים.
"הגענו לנקודה שבה תאי הגזע פועמים כמו מיוציטים לבביים, אבל הם לא פועמים חזק או מסונכרנים כמו מיוציט בפועל," אמר קוק. "אנחנו מתעניינים בחומרים מוליכים, שכן פעימת לב היא דבר חשמלי. בזמן שאנו מייצרים את החומר, אנו רוצים לראות כיצד תאים מגיבים אליו ואם הם דופקים טוב יותר." https://www.youtube.com/embed/YiPnkXeIXWE?feature=oembed&enablejsapi=1Suh Hee Cook זכה ב-People's Choice בתחרות שלוש דקות התזה של NC State.
הצוות של גלוק מתנסה בתכונות המכניות והפיזיקליות של הפיגומים הננו-סיביים, משנה דברים כמו רמות חלבון, גמישות ומוליכות, כדי ליצור מיקרו-סביבה יציבה הדומה לאלה שנמצאת באיברים מסוימים. נאסיף מחמוד, גם הוא דוקטור. מועמד בתכנית למדעי הסיבים והפולימרים, לומד תיקון פני העין ויצירת פיגומים בדומה לרקמת הקרנית. החומר חייב להיות שקוף כדי שלא יחסום את הראייה, והוא חייב לתמוך בצמיחת תאים.
מחמוד למד טקסטיל ומדעי הצריכה. במקור הוא לא תכנן להצטרף לתחום הביו-רפואי, אבל הוא הוקסם מהעבודה של גלוק עם תאי גזע פלוריפוטנטיים.
"לעולם לא הייתי מעלה על דעתי שאהיה כאן במחקר מסוג זה", אמר מחמוד. "מעולם לא נהניתי כל כך מהביולוגיה. הרקע שלי הוא בטקסטיל. כמכללה לטקסטיל, יש הרבה דברים מרתקים במעבדות שלנו".
"על פני השטח, טקסטיל נשמע כמו גרביים ומגבות", אמר גלוק. "כשאתה מסתכל על התעשייה כולה, אתה מסתכל על דברים העשויים מפולימרים, שזה פחות או יותר הכל. אתה מסתכל על צביעת טקסטיל. התעשייה היא רב תחומית בטירוף".
עבודה זו היא רק ההתחלה של מחקר מציל חיים.
"כשאני לוקח צעד אחורה, אני חושב, 'זה סוג של טירוף, לראות תאי גזע הופכים לרקמת לב ומפעימים בצלחת'", אמר קוק. "תהליך הגילוי המדעי מתגמל אותי מאוד - לחשוף פיסת ידע ולחלוק אותה עם מדענים. אנחנו עושים את החלק הקטן הזה של דחיפת התחום שלנו קדימה, ואנחנו תורמים את פיסת הידע הזו שיכולה לחולל מהפכה בתחום הרפואי ולהציל חיים של הרבה אנשים".
מקור המאמר המקורי: מחקר וחדשנות במדינת NC