Duke përdorur qeliza humane në minjtë laboratorikë, kërkuesit e Michigan Medicine kanë zhvilluar një model funksional të aneurizmës aortike të thoraksit, duke krijuar mundësi për kuptim më të mirë të zhvillimit të sëmundjes dhe trajtimit për këtë gjendje potencialisht fatale, sugjeron një studim.
Aktualisht nuk ka trajtime mjekësore për aneurizmën aortike të thoraksit, e cila është një dobësim dhe fryrje në enët më të mëdha të gjakut në gjoks.
Aneurizma shpesh nuk shkakton simptoma dhe duhet të riparohet përmes operacionit të zemrës.
Ajo bart një rrezik të lartë për shkëputje ose prishje aortike, të cilat mund të jenë të vdekshme.
“Gjatë disa dekadave, kandidatët e ilaçëve për trajtimin e aneurizmës aortike të thoraksit që patën sukses në modelet e minjve me aneurizmën nuk u përshtatën me sukses në njerëz në provat klinike,” tha Bo Yang, M.D., Ph.D., një kirurg kardiak dhe një shkencëtar bazë në Qendrën Kardiovaskulare Frankel të Shëndetit të Universitetit të Michiganit, që udhëhoqi ekipin e hulumtimit, i cili u mbështet nga granteve R01 të Institucioneve Kombëtare të Shëndetit.
“Tani kemi modelin e parë efikas, 3D të kësaj sëmundjeje duke përdorur qeliza humane. Kjo hap një rrugë të re për zhvillimin e ilaçit dhe skanimin më efikas për të ndaluar një ditë shkëputjen aortike të vdekshme ose prishjen.”
Për të krijuar modelin, ekipi i hulumtimit të Yang përdori enët bioinxhinierike të gjakut, ose BVG-të.
Ata morën gjak nga pacientë që kishin variantin patogjen që çon në aneurizmën aortike, ekstraktuan qelizat dhe i riprogramuan ato në qeliza të shprehura të përcaktuara pluripotente të indukuara.
Këto qeliza të shprehura u diferencuan në qelizat e muskujve të butë të përdorura për të krijuar BVG-të, pasi qelizat e muskujve të butë sigurojnë mbështetje strukturore për enët e gjakut dhe janë të rëndësishme për funksionimin e tyre.
Pastaj, ata mbollën ato qeliza të muskujve të butë në një karkasë bio-degradues, e cila është një strukturë në formë tubi.
Qelizat rriteshin gjatë tetë javëve dhe merrnin vendin e materialit që po degradohej gjatë kohës së atij kohë, duke formuar në fund enët e qëndrueshme, vetëm-mbështetëse.
“Mutacionet gjenetikë luajnë një rol të rëndësishëm në ndonjë predispozitë të dikujt për të zhvilluar aneurizmën aortike të thoraksit,” tha autorja e parë Ying Yang, Ph.D., bashkëpunëtore pasdoktorale në kirurgjinë kardiak në Shkollën Mjekësore U-M.
“Ne përdorëm redaktimin gjenetik për të manipuluar gjenin në qeliza humane, në veçanti Sindrromën Loeys-Dietz, një çrregullim gjenetik i karakterizuar nga aneurizmat në rrënjën e aortës.”
Për të testuar gjallërinë e modelit të aneurizmës, kërkuesit përdorën redaktimin gjenetik CRISPR/Cas9 për të prezantuar variantin patogjen në qelizat humane normale për të shkaktuar aneurizmën dhe për të korrigjuar variantin në qelizat e pacientit dhe për të zhvilluar një BVG të shëndetshëm. BVG-të kontrolluese dhe eksperimentale u implantuan në arteriet karotide të miçve.
Në kohë, graftet bioinzhinierike që mbajnë variantin e aneurizmës treguan pronat mekanike të dëmtuara dhe u dilatuan krahasuar me graftet e shëndetshme.
Ndërsa enët e shëndetshme nuk u dilatuan, grafti i modifikuar gjenetikisht u rrit deri në rreth 40% – duke ngjashëm me formimin e njeriut të aneurizmës aortike të thoraksit.
Rezultatet janë publikuar në Science Translational Medicine.
“Ndërsa përdorëm këto grafte bioinzhinierike për të studiuar patogenezën e Sëmundjes Loeys Dietz, ne tani kemi një platformë me potencial për të aplikuar në variantet patogjene të tjera të lidhura me aneurizmën dhe shkëputjen e thoraksit të aortës,” tha Dogukan Mizrak, Ph.D., ko-autor kryesor dhe profesor asistent i hulumtimit në kirurgjinë kardiak në Shkollën Mjekësore U-M.
“Kjo është një hap i madh i parë. Ne kemi një model që bazohet në qelizat humane, që na vendos në një pozicion për të vlerësuar më efektivisht drogat që synojnë të trajtojnë këtë gjendje.”
Aneurizma aortike e thoraksit ndodh në rreth gjashtë deri në dhjetë për 100,000 njerëz. Në vitin 2019, aneurizmat dhe shkëputjet aortike shkaktoi më shumë se 9,000 vdekje në Shtetet e Bashkuara.
“Ne aktualisht po eksplorojmë ilaçët potenciale që mund të testohen duke përdorur modelin tonë të ri, më të efikas,” tha Eugene Chen, M.D., Ph.D., ko-autor kryesor i studimit dhe profesor i Kardiologjisë së Mjekësisë së Universitetit të Michiganit.
“Kjo është një kohë e mahnitshme për hulumtimin në fushën e aneurizmës aortike.”
“Falënderojmë të gjithë pacientët që dhuruan gjakun e tyre për këtë hulumtim.”
Autorët shtesë përfshijnë Hao Feng, M.D., Ying Tang, Zhenguo Wang, Ph.D., Ping Qiu, Ph.D., Xihua Huang, D.N.P., Lin Chang, Ph.D., Jifeng Zhang, Ph.D., të gjithë të Universitetit të Michiganit.
Më shumë informacion: Ying Yang et al, Bioengineered vascular grafts with a pathogenic TGFBR1 variant model aneurysm formation in vivo and reveal underlying collagen defects, Science Translational Medicine (2024). DOI: 10.1126/scitranslmed.adg6298
