Engineering optimal culture conditions to trans-differentiate dermal fibroblasts towards tenogenic lineage
Authors: Τζαλάλι-Κουέβας Άντριαν-Αμαντέο 
Published: November 2024

Η αναγεννητική ιατρική, που χρησιμοποιεί κύτταρα, βιοϋλικά, βιολογικά ενεργές ουσίες και συνδυασμούς αυτών ως θεραπευτικούς παράγοντες, φαίνεται να αποτελεί υποσχόμενη λύση για τη θεραπεία ποικίλων ιατρικών καταστάσεων. Αν και η κλινική τους χρήση περιορίζεται προς το παρόν στην αναγέννηση του δέρματος, οι ινοβλάστες του δέρματος διαθέτουν μοναδικά βιολογικά χαρακτηριστικά, κάνοντάς τους ελκυστικούς για ευρύτερες αναγεννητικές εφαρμογές. Πρόσφατες μελέτες εξετάζουν τους ινοβλάστες του δέρματος για την αναγέννηση ιστών και οργάνων, περιλαμβανομένων των στοιχείων του μυοσκελετικού συστήματος. Σχεδόν οι μισοί από τους μυοσκελετικούς τραυματισμούς που αναφέρονται ετησίως αφορούν ιστούς τενόντων ή συνδέσμων. Παρόλο που τα μοσχεύματα ιστών τένοντα χρησιμοποιούνται στην κλινική, η περιορισμένη διαθεσιμότητά τους, η νοσηρότητα του σημείου δότη και οι κίνδυνοι ανοσολογικής απόρριψης μειώνουν τα οφέλη τους. Έχουν μελετηθεί διάφοροι τύποι κυττάρων, όπως οι ινοβλάστες του δέρματος, για την ανάπτυξη υποκατάστατων ιστών για την αποκατάσταση τενόντων και συνδέσμων. Ωστόσο, η παρατεταμένη in vitro καλλιέργεια, το κόστος, η απώλεια του φυσικού φαινοτύπου των τενοκυττάρων και η έλλειψη αξιόπιστων διαδικασιών διαφοροποίησης εμποδίζουν την κλινική εφαρμογή αυτών των προϊόντων. Η τεχνολογία μακρομοριακής συνωστισμένης φαίνεται να επιταχύνει την ανάπτυξη λειτουργικών προτύπων ιστών. Σε αυτήν την εργασία, μελετήθηκαν οι καλλιέργειες ανθρώπινων τενοκυττάρων και ινοβλαστών του δέρματος υπό τυπικές και συνθήκες μακρομοριακής συνωστισμένης. Τα αποτελέσματα έδειξαν υψηλές ομοιότητες, υπογραμμίζοντας το δυναμικό του συνδυασμού των ινοβλαστών με τη μακρομοριακή συνωστισμένη για τη μηχανική επεξεργασία ιστού τένοντα. Επιπλέον, διαπιστώθηκε ότι η τεχνολογία αυτή όχι μόνο επιταχύνει την αποθέτηση εξωκυττάριου μήτρας, αλλά ενισχύει επίσης αιμοστατικές, αντιμικροβιακές και προστατευτικές δραστηριότητες, μειώνοντας τους κινδύνους για την ανάπτυξη προϊόντων ιατρικής θεραπείας. Επιπρόσθετα, η μελέτη έδειξε ότι τα ανθρώπινα τενοκύτταρα παράγουν μεγαλύτερες ποσότητες TGFB2 σε σύγκριση με τους ινοβλάστες του δέρματος, πράγμα που υποδεικνύει ότι αυτός ο αυξητικός παράγοντας μπορεί να μετατοπίσει το φαινότυπο των ινοβλαστών προς την τενοντική γραμμή. Έτσι, δημιουργήθηκε ένα μικροπεριβάλλον που μιμείται τον τένοντα in vitro, χρησιμοποιώντας ανισότροπο υποστρώμα βιοϋλικού, TGFB2 και μακρομοριακή συνωστισμένη σε μια πολυπαραγοντική προσέγγιση. Η προσέγγιση αυτή αξιολογήθηκε για την επανειδίκευση των ανθρώπινων τενοκυττάρων και τη μετατροπή των ινοβλαστών του δέρματος προς την τενοντική γραμμή. Τα αποτελέσματα ανέδειξαν την αξία αυτών των σημάτων του μικροπεριβάλλοντος στην εξομοίωση των χαρακτηριστικών του τένοντα, διευκολύνοντας την ανάπτυξη ενός μικροπεριβάλλοντος in vitro που μιμείται τα χαρακτηριστικά του φυσικού τένοντα και είναι ικανό να επανειδικεύσει τα ανθρώπινα τενοκύτταρα και να μετατρέψει τους ινοβλάστες του δέρματος προς την τενοντική γραμμή. Αυτή η προσέγγιση οδήγησε στην παραγωγή μηχανικών κατασκευών ιστού με τενοντικά κύτταρα τοποθετημένα παράλληλα και ενσωματωμένα σε πυκνή εξωκυττάρια μήτρα με ανισότροπη δομή. Οι κατασκευές αυτές μπορούν να χρησιμοποιηθούν για καινοτόμες θεραπείες τένοντα, μικροφυσιολογικά συστήματα, βασική έρευνα, μοντελοποίηση ασθενειών και ανακάλυψη φαρμάκων.