Biotechnologen Kenntnisse erkunden kardialen Gewebe-Umbau nach Aortenklappenersatz Verfahren

Biotechnologen Kenntnisse erkunden kardialen Gewebe-Umbau nach Aortenklappenersatz Verfahren

University of Colorado Boulder Ingenieure und Dozenten aus dem Konsortium für Fibrose-Forschung & Übersetzung (CFReT) an der Universität von Colorado Anschutz Medical Campus haben sich zusammengetan, um zu entwickeln biomaterial-basierte „imitiert“ von Herz-Gewebe zu Messen Reaktionen der Patienten ein Ersatz der Aortenklappe Verfahren, bietet einen neuen Einblick in die Möglichkeiten, die Herz-Gewebe re-Formen, die sich nach der Operation.

Aortenklappenstenose (AVS), eine progressive Erkrankung, die durch Herz-Ventil-Gewebe-Versteifung und behindert den Blutfluss aus dem Herzen, ist bekannt als „silent killer“, Auswirkungen auf 12,4 Prozent der Bevölkerung über 75 Jahre alt, mit einer Mortalität Bereich von 2-5 Jahren, wenn Sie unbehandelt. Transkatheter-Aortenklappenersatz (TAVR) Verfahren, die eine künstliche Ventil an der Seite der Blockade, wurden umfassend und erfolgreich angenommen als Heilmittel in den letzten Jahrzehnten.

Details zu den breiteren biologischen Reaktion auf das Ventil Ersatz weitgehend unbekannte, aber dennoch halten erhebliche Auswirkungen für die Quantifizierung der Qualität der Erholung, das Risiko von Komplikationen und die Beurteilung der Allgemeine Patienten-Ergebnisse.

Während AVS die progression der Krankheit, die Gewebe-spezifischen Zellen, den sogenannten Fibroblasten übergang in myofibroblasten, die Förderung der Gewebe-Versteifung. Die Forscher waren interessiert, zu verstehen, wie und warum -, post-TAVR, myofibroblasten wieder den mehr gutartigen Fibroblasten.

„Frühere Studien haben gezeigt, signifikante remodeling der kardialen Gewebe-post-intervention,“ sagte Dr. Brian Aguado, Blei-Autor der Studie und Postdoktorand in CU-Boulder ‚ s Department of Chemical and Biological Engineering. „Unsere Hypothese war, dass vielleicht es gibt biochemische Hinweise im Blut der Patienten, die möglicherweise wiederherstellen myofibroblasten zurück zu Fibroblasten.“

Die Modellierung solch eine transformation im Labor ist die eine Sache, Aguado gesagt, aber der Schlüssel für die neue Studie war die Gewinnung von Blutproben von real AVS Patienten und dann mit Biomaterialien zu replizieren, die mikroumgebung des Herzens.

„Das Herz ist nicht aus Plastik, wie eine petri-Schale ist,“ sagte er. „Wir mussten engineer Materialien widerspiegeln können, die verschiedenen Steifigkeiten der sowohl gesunde als auch erkrankte Klappe und Herz-Gewebe.“

Die Forscher sammelten Blut-serum-Proben von AVS Patienten sowohl Prä – und post-TAVR-Prozedur und dann behandelt kardialen Zellen kultiviert und in einem angepassten hydrogel-Umgebung, die Aufrechterhaltung einer in der Nähe-Faksimile des in-vivo-Herzerkrankungen vor und nach der TAVR.

Die Forscher waren in der Lage, zu quantifizieren, protein-expression in Patienten-Seren, die Ermittlung der wichtigsten Proteine, die mit myofibroblast-Deaktivierung als der Aorten-und Herz-Gewebe neu Formen und baut sich nach TAVR.

„Unser Labor konzentriert sich auf engineering-Hydrogele als ahmt die extrazelluläre Gewebe-mikroumgebung“, sagte Dr. Kristi Anseth, Distinguished Professor der Chemischen und Biologischen Verfahrenstechnik und Direktor der Präzision Biomaterialien IRT. „Die hydrogel-system entwickelt, für diese Studien ermöglichen es uns, zu bewerten, wie Patienten-spezifische biochemische Hinweise, gefunden in menschlichen Seren, kann einen Einfluss auf die zelluläre Phänotypen. Unsere Patienten-spezifische Beobachtungen wären nicht möglich gewesen, mit herkömmlichen Gewebekultur-Kunststoff-Materialien.“

„Kardialen Fibrose durch übermäßige Ablagerung von extrazellulären matrix Proteinen ist ein massives problem“, sagte Timothy McKinsey, professor der Medizin und Direktor des CFReT, von den Programmen unterstützt durch die Universität von Colorado School of Medicine die Transformative Forschung Förderinitiative. „Unter anderem, Fibrose bewirkt, dass das Herz zu versteifen, eine Beeinträchtigung seiner Fähigkeit zu entspannen. Wir sind begeistert über das Potenzial der übersetzung unserer gegenwärtigen Erkenntnisse zur Entwicklung innovativer Therapien für fibrotische Erkrankungen des Herzens und der Gefässe sein.“

Die Forschung kann auch die Ausbeute Zukunft Einblick in die beobachteten Unterschiede in der Erholung zwischen Männern und Frauen. In früheren klinischen Studien haben vorgeschlagen, dass Männer scheinen mehr Unterziehen cardiac tissue remodeling post-TAVR, und die neuen Daten gefunden, dass männliche kardialen Zellen und in der Tat sehen mehr ausgeprägt myofibroblast Umkehrung im Verhältnis zu weiblichen Zellen, obwohl weitere Forschung ist notwendig, um zu verstehen, Geschlechts-spezifische Unterschiede in verschiedenen klinischen Kontexten.

„Wir waren ein wenig überrascht von der Breite der Erkenntnisse“ Aguado sagte. „Wir nicht denken, dass ein Ventil-Implantat konnte eine solche tief greifende Auswirkungen auf den Körper systemweit. Die verbindungen zwischen unsere Engineering-Modelle und klinische Daten, die Kraft geben, zu dieser Schlussfolgerung.“

Insgesamt Aguado, sagte, die Ergebnisse zeigen, dass TAVR-Prozeduren, tatsächlich die trigger eine positive protein-Reaktion und das biomaterial Modelle zusammen mit klinischen Proben kann eine nützliche Brücke, die Richtung, in der die künftigen therapeutischen Möglichkeiten.

„Wir werden immer besser an engineering-Krankheit-Modelle, aber wir erreichen eine Kreuzung, wo die Modelle können nur so viel tun“, sagte er. „Die Zukunft wird darauf angewiesen patientenproben in Verbindung mit diesen Modellen besser zu verstehen, die progression der Krankheit in einem Patienten. In Zusammenarbeit mit ärzten, können wir sehen, wie unsere Fortschritte im Labor können übersetzt werden in die Identifizierung von mehr wirksame Behandlungen für Patienten.“