חוקרות בטכניון פיתחו מתלה מהונדס המכיל רקמות שריר ושומן, רשת כלי דם היררכית ורשת לימפה, ובניסויים בחולדות הודגם חיבור מהיר ויעיל יותר של השתל לאיבר הפגוע
צוות מחקר בין-לאומי בהובלת מעבדת לבנברג מהפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון מציג הצלחה ראשונה מסוגה בפיתוחו של שתל תלת-ממדי המשלב רקמות שריר ושומן, רשת לימפה ורשת כלי דם היררכית. המאמר בנושא התפרסם בכתב העת Cell Biomaterials.
הטיפול המקובל כיום באובדן רקמה משמעותי הוא קצירה של שתל אוטולוגי – רקמה שנלקחה מאזור בריא בגופו של המטופל – והשתלתו באזור הנזק. קצירת הרקמה מהמטופל עצמו נובעת מכך שהשתלת רקמה שמקורה באדם אחר יוצרת דחייה חיסונית וסיבוכים נלווים. מכאן חשיבותו של הפיתוח החדש, המספק פתרון חדש לאובדן רקמה משמעותי.
לדברי פרופ' שולמית לבנברג, ראש קבוצת המחקר, "הפיתוח שלנו הוא צעד משמעותי בייצור רקמות מורכבות להשתלה במקרים של אובדן שריר ורקמת שומן כתוצאה מפציעות, כוויות, כריתת גידולים ועוד. הטכנולוגיה שאנחנו מציגות במאמר עשויה לאפשר בעתיד ייצור של מתלים מותאמים אישית המבוססים על מאפייני הפגיעה של המטופל הספציפי."
מתלה הוא שתל המכיל מערכת כלי דם היררכית – יתרון דרמטי בהיבט של התאחות השתל באיבר המטרה הפגוע; ללא מערכת כזו, השתל אינו מקבל באופן מיידי את החמצן והניוטריינטים הדרושים לו, והפסולת התאית אינה מסולקת ממנו כראוי.
המתלה החדש המוצג ב- Cell Biomaterialsהוא הראשון המכיל גם רשת לימפטית – רשת חיונית המנקזת נוזלים מהמרווח הבין-תאי (Interstitium). מתלה זה משלב כאמור את הרשת הלימפטית עם רשת כלי דם ורקמות שריר ושומן – הכל בתוך מבנה אחד – וכן עם לולאת עורק-וריד המתחברת ישירות למערכת הדם באזור ההשתלה. המבנה השלם מחקה במידה רבה את הרקמה הטבעית החסרה, לרבות את התווך הבין-תאי (ECM), וזאת הודות לאופטימיזציה של מערך ההדפסה הן בתכנון המבנה המודפס והן בכיוונון המזרקים השולטים על מיקום התאים במתלה.
בניסויים בחולדות הראו החוקרות כי חיבור המתלה לאיבר המטרה מוביללהתאחות מהירה, לרבות מעבר רציף של חמצן ונוטריינטים, זרימת דם יציבה, התפתחות שריר תקינה ויציבות של תאי השומן. התוצאה: המתלה הופך לחלק אינטגרלי מהאיבר מבחינה אסתטית ותפקודית.
החוקרות שהובילו את המחקר הן פרופ' שולמית לבנברג, ראש המעבדה להנדסת רקמות ותאי גזע בטכניון ומומחית בעלת שם עולמי בפיתוח מתלים מורכבים; ד"ר (ברפואה) אליענה פישר, רופאה בוגרת הפקולטה לרפואה ע"ש רות וברוך רפפורט בטכניון וכיום דוקטורנטית במעבדה; והדוקטורנטית אנה צוקרמן, בוגרת הפקולטה לביולוגיה, שהגיעה לדוקטורט אחרי שש שנים בתעשיית הביו-רפואה.
החוקרות השתמשו בביו־דיו ייחודי המבוסס על מרכיבים של התווך הבין-תאי (ECM), המחקה את הסביבה הטבעית של הרקמות ומאפשר הדפסת שריר ושומן באופן המעודד התמיינות תאים. כדי לגדל את מערכת כלי הדם באופן מיטבי הדפיס הצוות ביוראקטור ייעודי שבו גדל כלי הדם המהונדס תחת תנאי זרימה המחקים את הזרימה הטבעית בכלי הדם בגוף ומעודדים התבגרות של שכבת האנדותליום. בשלב הבא הושתלו המתלים בחולדות וחוברו ישירות לעורק ולווריד באתר המטרה. התוצאה, כאמור – השתלבות חסרת תקדים של המתלה בגוף. ראוי לציין כי אף שהניסוי נערך במודל חולדה, הרקמות המהונדסות יוצרו מתאי אדם, וזאת כדי לבחון את ישימותה של הטכנולוגיה בבני אדם. בימים אלה מתחילה הקבוצה לבדוק טכנולוגיה זו בחיות גדולות – השלב הבא בדרך לניסויים קליניים.
במחקר השתתפו חוקרים מהמחלקה לכירורגיה פלסטית בבית הספר למדעי הרפואה באוניברסיטת טוקושימה, יפן. הוא נתמך על ידי האיחוד האירופי (מענק ERC) ותאגיד Nichia היפני (תוכנית המענקים המשותפת ל-Nichia, לטכניון ולאוניברסיטת טוקושימה).
עוד בנושא באתר הידען:
