7 ביוני 2024
במחקר זה, פותחו ואופיינו הידרוג'לים מרוכבים מחקי עצב שניתן להשתמש בהם כדי לחקור ולהפיק תועלת מההתנהגות הפרו-רגנרטיבית של תאי גזע שמקורם בשומן לתיקון פגיעות בחוט השדרה.
במחקר זה פותחה פלטפורמת העברת תאים קומבינטוריים לפגיעות בחוט השדרה באמצעות הידרוגלים שמקורם ברקמות מנותקות. היעילות של דה-תאית וחיוניות התאים בהידרוג'לים המורכבים מנותחת כדי לקבוע את הפוטנציאל שלהם כפלטפורמת תרבית תלת-ממדית. התוצאות יאפשרו חקירה נוספת של הפוטנציאל הטיפולי לפגיעה בחוט השדרה.
לאחרונה, בתחום תיקון פציעות חוט השדרה, נעשה שימוש נרחב בדה-תאים בהקשר של הידרוגלים. תהליך זה מסיר את כל הפסולת התאית והגרעינית מרקמות או איברים כדי למנוע תגובה חיסונית שלילית, תוך שמירה על רכיבי המטריצה החוץ-תאית. כעת, לאחר שהמידרג'לים המורכבים בעצבים עברו אופטימיזציה, תימשך אפיון הפלטפורמה כדי למקסם את ההתנהגות הנוירו-רגנרטיבית של ה-ASCs לתיקון חוט השדרה.
עבודה זו תתרום להתפתחות טיפולית קומבינטורית לתיקון פגיעות בחוט השדרה, ובמיוחד לשפר את הטיפול בתאי גזע לתרגום קליני פוטנציאלי. כדי להתחיל, הפשיר את חוט השדרה הקפוא בארבע מעלות צלזיוס במקרר למשך 18 עד 24 שעות לפני הפירוק התאים. באמצעות מספריים סטריליים, הסר בזהירות את הדורה מאטר.
חתוך את חוט השדרה לחתיכות קטנות, באורך של כ-סנטימטר אחד. הניחו שלושה חלקים בתוך צינור של 50 מיליליטר. שטוף את חוט השדרה במים דה-יוניים בטמפרטורה של ארבע מעלות צלזיוס למשך 18 עד 24 שעות ב-60 סל"ד.
לאחר מכן, שטפו את חוט השדרה עם 0.025% טריפסין EDTA, ואחריהם PBS פעמיים למשך 15 דקות. לאחר מכן, שטוף את חוט השדרה עם התמיסות הבאות להסרת התאים. לבסוף, שטוף את חוט השדרה במים דה-יוניים במשך שעה פעמיים, ואז PBS לשעה.
לאחר מכן, ליופיליזציה של חוט השדרה ב-0.01 מיליבר ו-56 מעלות צלזיוס למשך שלושה ימים לפני שמאחסנים אותו עד השימוש. הפשיר את עצב הסיאטיקה החזירי שהוקפא קודם לכן בטמפרטורה של ארבע מעלות צלזיוס במקרר למשך 18 עד 24 שעות לפני הפירוק התאים. עכשיו, חתוך את העצב הסיאטי לחתיכות קטנות, באורך של בערך סנטימטר אחד.
הניחו שלושה חלקים בתוך צינור של 50 מיליליטר. שטוף את עצב הסיאטיק במים דה-יוניים במשך שבע שעות. לאחר מכן, שוטפים את העצב הסיאטי עם התמיסות הבאות לדסולריזציה.
לאחר מכן, ליופיליזציה ב-0.01 מיליבר ו-56 מעלות צלזיוס למשך שלושה ימים לפני שמאחסנים עד השימוש. התחילו בשימוש במספריים של אוטוקלאב כדי לחתוך את חוט השדרה והעצב הסיאטי שבעבר היו מפורקים לתאית החזיר לאבקה. לעכל את הרקמות בנפרד בתמיסת חומצה הידרוכלורית רגילה 0.01 המכילה מיליגרם אחד למיליליטר פפסין בריכוז של 15 מיליגרם למיליליטר.
הניחו מוט מגנטי בתמיסה וערבבו במהירות של 500 סל"ד לפחות ארבעה ימים בארבע מעלות צלזיוס ליצירת תמיסות פרה-ג'ל. ערבב עצב סיאטי ופרג'ל של חוט השדרה. לאחר מכן, מדללים את ההידרוג'ל לריכוז הרצוי באמצעות מדיום M199 ו-PBS.
השתמש בהידרוקסיד נתרן רגיל וחומצה כלורית אחת כדי לכוון את ה-pH ל-7.4. לאחר שה-pH מותאם, יש להחזיר תאי גזע שמקורם בשומן בפרה-ג'ל בצפיפות של מיליון תאים למיליליטר. דיללו את הפרה-ג'ל ל-12 מיליגרם למיליליטר באמצעות PBS.
שים אותו בבארות, ואז מניח את מכסה ה-PDMS על הפרה-ג'ל. דגרו את הצלחת במשך 30 דקות בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס. ואז, הוסיפו PBS לבארות.
הסר את מכסה ה-PDMS ואת התמיסה. הוסף מדיום גידול ASC להידרוגלים עמוסים ב-ASC ודגר בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס לצורך גידול.
מחקר זה מפתח פלטפורמה קומבינטורית להעברת תאים המשתמשת בהידרוג'לים המופקים מרקמה שעברה דה-צלולריזציה (decellularized), לצורך שיקום פגיעות בחוט השדרה. ההידרוג'לים מאופיינים כדי להעריך את יעילותם ואת הפוטנציאל שלהם כפלטפורמת תרבית תלת-ממדית עבור תאי גזע המופקים מרקמת שומן.
פלטפורמות הידרוג'ל קומבינטוריים המשלבות מטריצות עצביות דה-צלולריות (decellularized nerve matrices) והחדרה של תאי גזע נותנות מענה לאתגרים רב-גורמיים בשיקום פגיעות חוט השדרה. גישה זו מאפשרת יצירת מערכות תלת-ממדיות רלוונטיות למחלה לצורך הערכת אסטרטגיות של נוירו-רגנרציה, ובכך תומכת בביטחון ניבוי בשלבים מוקדמים של פיתוח טיפולי. המודולריות של הפלטפורמה הופכת אותה למתאימה ליישום רחב בפורטפוליו של מו"פ ברפואה רגנרטיבית.
פלטפורמה זו המבוססת על הידרוג'ל משתלבת ברצף שלב הגילוי ועד לשלב הפרה-קליני, ומאפשרת בדיקה איטרטיבית של היפותזות והסרת סיכונים מנגנונית עבור טיפולים לנוירו-רגנרציה.