Sintetičke membrane bi mogle povratiti vid oštećenim očima

Ovaj projekt, kojega financira Zaklada Wellcome i Istraživački odbor za inženjering i znanost (EPSRC), vodi se u suradnji s dr. Virender Sangwan, pomoćnikom direktora i voditeljem kliničkoga istraživanja pri Institutu za oči LV Prasad u Hyderabadu u Indiji. Istraživači su uvjereni kako će njihove sintetičke membrane značajno povećati dostupnost operacija popravka rožnice pomoću matičnih stanica.

Kako bi saznali više o poboljšanjima koje bi ova metoda mogla omogućiti, autori ovoga članka razgovarali su sa Sheilom MacNeil, profesoricom na Odjelu za inženjering tkiva na Fakultetu za inženjering pri Sveučilištu u Sheffieldu. Za početak joj je postavljeno pitanje o postupku proizvodnje ovih sintetičkih membrana.

„Prvo koristimo tehniku koja se zove elektrospin“, odgovorila je. „To je na neki način kao da pletemo paukovu mrežu od tankih vlakana. Ta vlakna se izrađuju od materijala zvanoga PLGA, koji se koristi za izradu razgradivih šavova. PLGA se stavlja u špricu, istisnu se polimeri koji se skupljaju na rotirajućemu bubnju. Na kraju dobijemo mekanu tkaninu od vlakana debljine oko 100 mikrometara. Ova tkanina strukturno nije mnogo drugačija od maramice. Zatim koristimo tehniku zvanu ‘mikrostereolitografija’ kojom se ugrađuju zaštitni džepovi u kojima se matične stanice mogu “sakriti”. Mi zapravo oponašamo prirodno okruženje limbalnih matičnih stanica u oku. To je odličan, ali i vrlo naporan posao. Potrebno je mnogo vremena da bi se mikrostereolitografijom proizvele odgovarajuće membrane.

Srećom, uspjeli smo nadići ovu prepreku i slučajno smo otkrili kako to jednostavnije postići. Prekrili smo bubanj materijalom kojega pekari koriste kako bi spriječili da im se torte zalijepe za lim. U tome materijalu postoji određeni uzorak o kojemu u početku nismo ni razmišljali. Međutim, kako smo nanosili PLGA na tom metodom prekriveni bubanj, primijetili smo da se oblikuje po tome uzorku. Tako smo došli na ideju da kao kalup koristimo membrane koje su već obrađene mikrostereolitografijom. Na površinu bubnja smo stavili membranu kao predložak i elektrospinom nanijeli mekana vlakna na nju. Elektrospinom smo postigli oblik mikrodžepova kao i na predlošku. Sada surađujemo s tvrtkom koja koristi metodu elektrospina i pomoću te metode uspijevamo proizvesti između 20 i 24 komada svakih par sati.“

Pristup korištenju membrana u terapiji matičnim stanicama nije nov. Međutim, proizvodnja većih količina sintetičkih membrana bi mogla povećati dostupnost ove vrste terapije.

„Matične stanice se mogu uzeti iz zdravoga oka pacijenta i, kada ih se uzgoji dovoljno, mogu se ugraditi u oštećeno oko“, objasnila je profesorica MacNeil. „Međutim, oštećeno područje je toliko neplodno da stanice ne bi preživjele bez dodatnoga supstrata. Znanstvenici trenutačno koriste male dijelove amnionske membrane – tkiva u koje je dijete umotano pri porodu – na koje stavljaju matične stanice.  Ova metoda je uspješna. Amnionska membrana je dobar biološki supstrat; stanice se lako spajaju na nju, razgrađuje se relativno brzo i, nakon što se razgradi, stanice rožnice ostanu u pravilnom položaju. Nažalost, postoji i nedostatak.”

„Ove membrane su dio ljudskoga tkiva. Materijal se stoga mora uzeti od pacijenata koji na to pristanu – od žena koje su rodile i koje rado pristanu na to da se njihove amnionske membrane koriste u te svrhe. Nadalje, pošto se radi o ljudskome tkivu, rezultati se razlikuju od slučaja do slučaja. Pa ipak, najveći problem je što se tkivo mora čuvati u uvjetima odobrenima od strane banke tkiva. To znači da tkivo možete nabaviti na siguran način samo ako imate pristup akreditiranoj banci tkiva koja ga ima na zalihama. U stvarnosti većina oftamoloških kirurga nema takav pristup. Ukoliko uspijemo proizvesti učinkovit sintetički materijal, neće biti potrebno imati pristup banci tkiva. Membrane će se jednostavno moći pohraniti u sterilnim uvjetima dok ne budu potrebne. Ova metoda bi bila sigurnija i dostupnija. To je cilj našega istraživanja.“

Ovaj projekt još nije u fazi kliničkoga testiranja, ali je ekipa postigla vrlo obećavajuće rezultate u laboratoriju. Po profesorici MacNeil, do poboljšanja u vidu može doći u manje od mjesec dana od zahvata.

„Kako bi se uvjerili da je ova metoda učinkovita, trenutno je testiramo na očima zečeva“, rekla je. „ Naglašavam da koristimo samo oči zečeva već ubijenih u komercijalne svrhe i da ne ubijamo nove. Zarežemo rožnicu oka kako bismo stvorili ozlijeđeno područje, etanolom uklonimo dio rožnice, uzgojimo stanice na našim umjetnim membranama i zatim pomoću ljepila i vlakana membrane zalijepimo na oštećenu rožnicu. Membrana se počinje razgrađivati i stanice formiraju novi epitel rožnice. U laboratoriju se novi epitel od nekoliko slojeva proizvede za oko tri tjedna.”

„Vjerujemo da bi se i kod ljudi vid popravio za toliko vremena kad bismo koristili uzgojene stanice na ljudskim rožnicama“, nastavlja profesorica MacNeil. „Koliko će se vid poboljšati, varira ovisno o pacijentu. U nekim slučajevima pacijenti su zbog ozljede praktički slijepi, a drugi mogu vidjeti kretanje i neke osnovne oblike. U Hyderabadu su naši suradnici pomoću amnionskih membrana gotovo potpuno vratili vid nekim pacijentima. Vid neće uvijek biti savršen, ali će se značajno poboljšati. Dr. Sangwan je izveo oko osamsto ovakvih zahvata i rezultati su zapanjujući. U godinu dana bio je uspješan u preko 80% slučajeva.“

Na kraju smo upitali profesoricu MacNeil o sljedećim koracima u ovome uzbudljivom istraživačkom projektu.

„Trenutno smo u pregovorima s regulatornim službama u Indiji“, odgovara. „Prijavili smo se s našim kolegama iz Hyderabada za dozvolu za prvo testiranje na ljudima. Iako još mnogo toga treba napraviti prije toga, željeli bismo provesti studiju sa našim sintetičkim membranama do kraja iduće godine.“

Izvor: Science Omega/Znanost.geek.hr