Yeni kemik dokusu oluşturmak için kök hücreleri 'ikna etmek'
Yeni araştırmalar, yeni kemik dokusu oluşturmak için belirli kök hücreleri manipüle etmenin olası bir yolunu belirledi. Bu araştırmanın sonuçları, iskelet yaralanması olan veya osteoporoz gibi rahatsızlıkları olan kişiler için sonuçları büyük ölçüde iyileştirebilir.
Kök hücreler, herhangi bir işlevi uzmanlaşma ve üstlenme potansiyeline sahip farklılaşmamış hücrelerdir.
Son zamanlarda yapılan araştırmaların çoğu, kök hücrelerin terapötik amaçlar için en iyi şekilde nasıl kullanılacağına odaklanmıştır. Araştırmacılar, hasarlı hücre kümelerini veya artık işlevsel olmayanları başarılı bir şekilde değiştirebilecek yeni doku oluşturmak için onları nasıl manipüle edecekleriyle özellikle ilgileniyorlar.
Baltimore'daki Johns Hopkins Üniversitesi Tıp Fakültesi'nden yeni bir çalışmada Dr. Aaron James ve ekibi, "perivasküler kök hücreler" olarak bilinen belirli kök hücre türlerinin yeni oluşmasına izin veren mekanizmaları araştırdılar. kemik dokusu.
Bu kök hücreler yağ dokusuna veya kemik dokusuna dönüşme eğilimindedir. Bugüne kadar, kaderlerini tam olarak neyin belirlediği belirsizdi.
Kemiklerimizde, yeni kemik oluşturmak için yararlanılabilecek sınırlı bir kök hücre havuzu var. Bu hücreleri bir kemik hücresi kaderine doğru ve yağdan uzaklaştırabilirsek, kemik sağlığını ve iyileşmesini geliştirme becerimizde büyük bir ilerleme olur. "
Dr. Aaron James
Araştırmacılar, araştırmalarını insan hücre kültürlerinin yanı sıra bir fare modelinde gerçekleştirdiler ve bulgularını dergide rapor ettiler. Bilimsel Raporlar.
Hücre kaderini belirleyen protein
Dr. James'in yürüttüğü önceki çalışmalar, WISP-1 adlı belirli bir sinyal proteininin, perivasküler kök hücrelerin kaderini onlara yağ mı yoksa kemik dokusu mu oluşturacaklarını "söyleyerek" yönlendirebileceğini ileri sürmüştü.
Mevcut çalışmada, araştırmacılar WISP-1’in kök hücre kaderini belirlemedeki rolünü, bu proteini üretmelerini engellemek için bir dizi insan kök hücresini genetik olarak değiştirerek kanıtlamaya çalıştılar.
Araştırmacılar, işlenmiş kök hücrelerdeki gen aktivitesini hala WISP-1 üreten hücrelerdeki gen aktivitesiyle karşılaştırdıklarında, proteinin önemli bir rol oynadığını doğruladılar. WISP-1 içermeyen hücrelerde, yağ oluşumundan sorumlu genlerin dördü, WISP-1 üretmeye devam eden hücrelerde olduklarından yüzde 50–200 daha yüksek bir aktivite düzeyine sahipti.
Bu aynı zamanda, bu sinyal proteininin doğru dozajının, kök hücreleri yağ dokusu yerine kemik dokusu oluşturmaya yönlendirebileceğini de gösterdi.
Beklendiği gibi, araştırmacılar daha sonra WISP-1 üretimini artırmak için kök hücreleri değiştirdiklerinde, kemik dokusu büyümesini uyaran üç genin, sinyal veren proteinin normal seviyelerine sahip kök hücrelerdekilere kıyasla iki kat daha aktif hale geldiğini fark ettiler.
Aynı zamanda, yağ dokusunun büyümesini uyaran genlerin aktivitesi - peroksizom proliferatör ile aktive edilen reseptör gama (PPARG) gibi - WISP-1 desteği olan kök hücrelerde yüzde 42 daha düşüktü ve bu azalma lehine gerçekleşti. kemik dokusu büyümesini belirleyen genler.
Kök hücre müdahalesi umut vaat ediyor
Çalışmanın bir sonraki aşamasında, bilim adamları, WISP-1'in tek bir kemik oluşturmak için iki veya daha fazla omurun (omurga kemiği) birleştirilmesini gerektiren bir tür tıbbi müdahale olan spinal füzyonda kemik iyileşmesini artırıp artıramayacağını belirlemek için bir fare modeli kullandılar.
Spinal füzyonun terapötik kullanımı, skolyoz gibi omurgayı etkileyen çeşitli durumlar bağlamında sırt ağrısını veya omurga stabilitesini iyileştirmektir.
Dr. James, genellikle “Böyle bir prosedür, çok miktarda yeni kemik hücresi gerektirir” diye açıklıyor. "Füzyon bölgesinde kemik hücresi oluşumunu yönetebilseydik, hastaların daha hızlı iyileşmesine yardımcı olabilir ve komplikasyon riskini azaltabiliriz" diye belirtiyor.
Bu çalışmada, araştırmacılar aktif WISP-1'e sahip insan kök hücrelerini sıçanlara enjekte ettiler. Bunu, füzyon prosedürünün bir parçası olarak birleştirilmesi gereken omurlar arasında yaptılar.
4 hafta sonra, Dr. James ve ekibi, hayvanların omurga dokusunda hala yüksek seviyelerde WISP-1 sergilediğini keşfetti. Dahası, yeni kemik dokusu zaten doğru yerlerde oluşuyordu ve omurların "kaynaklanmasına" izin veriyordu.
Tersine, aynı cerrahi müdahaleyi almış ancak WISP-1 desteği olmadan sıçanlarda bu aynı dönemde herhangi bir vertebral füzyon görülmedi.
Dr. James, "Bulgularımızın bunun gibi ameliyatlardan sonra ve diğer iskelet yaralanmaları ve kırık kemikler ve osteoporoz gibi hastalıklar için kemik oluşumunu teşvik etmek için hücresel tedavilerin geliştirilmesini ilerleteceğini umuyoruz" dedi.
Gelecekte araştırma ekibi, kök hücrelerde WISP-1 seviyelerinin düşürülmesinin, onları daha hızlı yara iyileşmesine yardımcı olabilecek yağ dokusu oluşturmalarına yol açıp açmayacağını bulmayı da hedefliyor.
