Travma, hastalık veya yaralanma önemli kas kaybına neden olduğunda, işlevsel iskelet kaslarını yeniden oluşturma süreçleri bazen yetersiz kalabilir ve kalıcı hasarlar meydana gelebilir. Bu çerçevede, Wake Forest Rejeneratif Tıp Enstitüsü, Sungkyunkwan Üniversitesi ve Chonnam Ulusal Üniversitesi’nden araştırmacılar, yaralı sıçanlarda kas yenilenmesi ve fonksiyonel onarım için etkili bir yöntem geliştirdiler. Sonuçları, AIP Yayıncılık tarafından çıkarılan “Applied Physics Reviews” dergisinde yayımlandı.
Araştırmacılar, daha önce geliştirdikleri bir yöntemi genişleterek, bir organizmanın dokularından türetilen kas özgül malzemeler (dECM-MA) kullanarak, 3D baskı için kullanılan biyomürekkepleri oluşturmayı başardılar.
Domuz iskelet kaslarından elde edilen dECM-MA’yı, poli(vinil alkol) (PVA) fibrilasyonuyla birleştirdiler. Bu teknik, bio-mürekkep içindeki moleküllere hedef dokuya rehberlik etmeleri ve doğru bir şekilde hizalanmaları için işaretler sağlıyor. Araştırmacılar, PVA’yı optimize ederek hücre yapılarının kararlı, canlı ve iyi hizalanmış olmasını sağlayarak, kas yenilenmesi ve fonksiyon onarımını iyileştirdiler.
Yazarlardan Sang Jin Lee, “Önceki yaklaşımlara göre bir başlıca yarar, kas hücrelerinin herhangi bir destek bileşeni olmadan 3D yapı içinde kendiliğinden hizalanmasıdır. Bu, daha klinik olarak uygun biyo-mühendislik kas yapıları oluşturmamıza olanak tanıyabilir” dedi.
Yöntem, ayaklarında yaralı kasları olan sıçanlar üzerinde test edildi. Aynı yaştaki yaralanmamış sıçanlarla ve aynı yaralanma fakat tedavi edilmemiş sıçanlarla karşılaştırıldığında, kas yenilenme teknolojisiyle tedavi edilen sıçanlar, yüzde 80’in üzerinde kas fonksiyonu restorasyonu gösterdi. Ayrıca, biyo-mühendislik kasları sıçanların sinir ve damar sistemleriyle iyi bütünleşti.
Bu umut verici sonuçlar, hasarın dokuların türetilebileceği yakındaki hücrelere yayılmadığı sürece, dECM-MA ile PVA’nın büyük ölçekli doku yenilenmesi için klinik olarak uygulanabilir bir yöntem olabileceğini düşündürmektedir.
Lee, “Bu ileri düzey biyoyazdırma yaklaşımı, hızlandırılmış sinirleşme ve damarlanma ile geniş kas defekti yaralanmalarını tedavi etmek için etkili bir terapötik seçenek olabilir” dedi.
Tekniğin hastadan hücre gerektirmesi nedeniyle, araştırmacılar, yöntemin özellikle hücresel düzeyde hizalama gereksinimi olan sistemlerde, yani kalp ve iskelet kaslarında insanlar için uygulanmasında bazı engellerle karşılaşacaklarını tahmin ediyorlar. Bu arada, daha büyük, daha klinik olarak uygun kas yapıları üzerinde, daha büyük hayvanlarda, örneğin tavşan, köpek ve domuzlarda, ön klinik denemeler yapmaya devam etmeyi planlıyorlar.
Bu çığır açan çalışma, tıbbın geleceği ve hasta bakımının dönüşümü üzerinde etkili olabilecek bir adım. Kas kaybı sorununun tedavisinde devrim niteliğinde bir ilerleme sunan bu yöntem, biyo-mühendislik alanında heyecan verici ve umut dolu bir kapı aralıyor. Kas kaybından muzdarip hastalar için yeni bir umut ışığı olabilir ve modern tıbbın önündeki engelleri aşmaya yardımcı olabilir.