חדשות

שיטה חדשה לשיפור משמעותי של מהירות ואיכות השתלת רקמות פותחה בטכניון

השיטה, שעיקרה מתיחה והרפיה של הרקמות לסירוגין, בצורה המחקה את מחזוריות התכווצות השרירים ושתורמת ליצירת כלי הדם בצורה המתאימה ביותר לאלה הנמצאים ברקמה המארחת, פותחה במעבדתה של פרופ' שולמית לבנברג

פרופ' שולמית לבנברג (צילום: הטכניון)

שיטה חדשנית שפותחה בטכניון משפרת משמעותית את איכותן של רקמות מלאכותיות המיועדות להשתלה, מה שמאפשר להן להיקלט בגוף מהר יותר, ולכלי הדם של הרקמה המארחת להתאחות באופן אופטימלי עם אלה של הרקמה המושתלת.

דיווח על המחקר פורסם בחודש שעבר ב"רשומות האקדמיה האמריקנית למדעים" (PNAS). הדיווח הציג הוכחות פרה-קליניות ליעילות השיטה בהשתלת רקמות באזור הבטן.

את המחקר הובילה פרופ’ שולמית לבנברג, ראש המעבדה להנדסת רקמות ותאי גזע בפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניוןץ פרופ' לבנברג מפתחת פיגומים פולימריים תלת-ממדיים מתכלים (biodegradable polymer scaffolds) שעליהם היא מגדלת, במעבדה, רקמות ביולוגיות המיועדות להשתלה. פיגומים אלה, שעליהם נזרעים תאים ביולוגיים (פיברו-בלסטים ותאי אנדותל) החיוניים להתפתחות כלי דם, מובילים להיווצרות של רקמות הנקלטות ביעילות בגוף.

"המתיחה המחזורית הובילה לכך שכלי הדם מתפתחים ברקמה בצורה טובה ומתארגנים בכיווניות מוגדרת בהתאם לכוחות המופעלים עליהם״

"כדי שרקמה מושתלת תיקלט היטב בגוף", ציינה פרופ’ לבנברג, "חשוב שכלי הדם שבה יתאימו בכיוונם לכלי הדם ברקמה המארחת. זאת, משום שהאיחוי בין כלי הדם של שתי הרקמות הוא קריטי להצלחת ההשתלה. שיטות ליצירת רקמות הכוללות כלי דם הן מרכיב חיוני ברפואה רגנרטיבית, שכן הן מבטיחות אספקה סדירה של חמצן וחומרי תזונה ברקמה המארחת - משאבים חיוניים להיקלטות השתל ולהישרדותו. ההתאמה האמורה משפרת את קליטת השתל ואת התכונות המכניות של אתר ההשתלה, שהוא מרכיב חשוב בשיקום של פגמים באזור הבטן, כפי שנבדק במחקר הנוכחי".

מחקרים שונים ניסו לשפר את תכונותיה של רשת הדם ברקמה המיועדת להשתלה באמצעות מצע הכולל גורמים ביולוגיים, ביו-חומרים ואילוצים גיאומטריים. כיום ידוע, שגם כוחות מכניים חיצוניים כגון לחיצה, מתיחה ודחיסה משפיעים על התהליכים הביולוגיים בתא ואפילו על התמיינותו, צורתו, נדידתו והתארגנותו וכן על הגיאומטריה של הרקמה, על בשלותה ויציבותה. עם זאת, עד כה לא נבדקה השפעתם של כוחות אלה על היווצרות כלי הדם ברמת הרקמה השלמה.

במחקר הנוכחי נבחנו השפעתם של כוחות מתיחה על רשת כלי הדם הנוצרת ברקמה המיועדת להשתלה. מתיחה סטטית, גילה המחקר, מובילה לצמיחה של כלי דם במקביל לכיוון המתיחה, ואילו מתיחה מחזורית מובילה לצמיחה של כלי הדם בממד אלכסוני. בנוסף בחן המחקר את התנאים הביולוגיים הדרושים ליצירתן של רקמות משופרות, אשר ייקלטו במהירות וביעילות ברקמת היעד.

פרופ’ לבנברג: "המורפולוגיה של רשת כלי הדם משתנה מרקמה לרקמה. לדוגמה, כלי הדם ברקמת שריר מסודרים במקביל לסיבי השריר, ואילו ברקמת הרשתית הם מסודרים בצורה מעגלית. ההשערה שלנו היתה שלכוחות המתיחה המופעלים על הרקמה תפקיד מרכזי בקביעת המאפיינים של רשת כלי הדם הנוצרת בה. יתר על כן: שיערנו כי השתלה של רשת כלי דם שנוצרה בהתאם לתכונות הרקמה המארחת, תשפר את איחוי הרקמה המושתלת ואת תפקודה בגוף לאורך זמן. כאן בדקנו לראשונה רשתות כלי דם ברקמה, שהתארגנו תחת כוחות מתיחה מחזוריים וסטטיים".

המערכת שפותחה במעבדת הטכניון מותחת את הרקמה ומרפה אותה לסירוגין, ובכך מחקה למעשה את המחזוריות של התכווצות השרירים בגוף. בסדרת הניסויים במעבדה התברר, שכוחות המתיחה המופעלים על הרקמה אכן משפיעים על כיוון כלי הדם והתוצאה הטובה ביותר הושגה במתיחה מחזורית. "המתיחה המחזורית הובילה לכך שכלי הדם מתפתחים ברקמה בצורה טובה ומתארגנים בכיווניות מוגדרת בהתאם לכוחות המופעלים עליהם״, הדגישה פרופ’ לבנברג.

כדי לבחון את התאמתה של הרקמה המהונדסת המוכוונת השתילו אותה החוקרים בבטן של עכבר. הם גילו, כי שתלים שנוצרו בתהליך של מתיחה אכן מתאחים במהירות עם הרקמה המארחת. שתלים אלה נקלטים מהר יותר משתלים שגדלו ללא מתיחה, או משתלים שגודלו במתיחה והושתלו שלא בכיוון התואם את כלי הדם של העכבר במקום ההשתלה.

"למעשה אנחנו מדברים על טווח זמן קצר מאוד - כשבוע של יצירת הרקמה במעבדה ועוד שבועיים בחיה. בתום התקופה הזאת, כשלושה שבועות, ראינו היקלטות מצוינת של הרקמה בגוף וחזרה של הרקמה הקולטת לפעילות מלאה".

פרופ’ לבנברג נחשבת מומחית בעלת שם עולמי בתחומי המחקר בתאי גזע והנדסת רקמות. היא הצטרפה לסגל הפקולטה לביו-רפואה בטכניון לאחר פוסט-דוקטורט אצל פרופ’ רוברט לנגר ב-MIT. פרופ’ לבנברג זכתה ב"פרס קריל" מטעם קרן וולף להצטיינות במחקר מדעי. כתב העת Scientific American כלל אותה ברשימת 50 האישים המשפיעים על תחום הנדסת רקמות. עיקר המחקר הנוכחי במעבדתה ובהנחייתה נעשה על ידי ד"ר דקל דאדו-רוזנפלד, כחלק מעבודת הדוקטורט שלה, ובשיתוף עם פרופ’ דייב מוניי מאוניברסיטת "הרוורד".

נושאים קשורים:  חדשות,  השתלת רקמות,  כלי דם,  השתלה,  פרופ' שולמית לבנברג,  הטכניון,  ביו-רפואה
תגובות
 
18.04.2016, 18:37

יישר כוח וחג שמח
דר'שוטלנד