Labmedya - Laboratuvar ve Sağlık Gazetesi

Bu araştırmanın bulguları, hücresel ortamını değiştirerek kalbi gençleştiren terapiler geliştirme potansiyeline sahiptir.

Laboratuvarda yetiştirilen yeni bir materyal, kalpteki yaşlanmanın bazı etkilerinin yavaşlatılabileceğini ve hatta tersine çevrilebileceğini ortaya koydu. Bu keşif, kalp hücrelerine odaklanmak yerine, hücresel ortamını değiştirerek kalbi gençleştiren terapilere kapı açabilir.

Nature Materials'da yakın zamanda yayınlanan araştırma, Singapur Ulusal Üniversitesi (NUS) Tasarım ve Mühendislik Fakültesi'ndeki (CDE) Biyomedikal Mühendisliği Bölümü'nden Yardımcı Doçent Jennifer Young liderliğindeki bir ekip tarafından yürütüldü. Yardımcı Doçent Young aynı zamanda NUS Mekanobiyoloji Enstitüsü'nde (MBI) bilim insanıdır.

Ekip, kalp hücrelerini çevreleyen ve destekleyen karmaşık çerçeve olan hücre dışı matrise (ECM) odaklandı. Proteinlerden ve diğer bileşenlerden oluşan bu ağ benzeri yapı, hücreleri yerinde tutar ve hücrelerin nasıl işlediğine dair kimyasal sinyaller gönderir.

Kalp yaşlandıkça, ECM sertleşir ve biyokimyasal bileşimi değişir. Bu değişiklikler kalp hücrelerinde zararlı aktiviteyi tetikleyerek yara izine, esneklik kaybına ve azalmış işleve katkıda bulunabilir.

"Yaşlanma araştırmalarının çoğu hücrelerin zamanla nasıl değiştiğine odaklanır," diyor Yardımcı Doçent Young. "Bizim çalışmamız bunun yerine ECM'ye ve bu ortamdaki değişikliklerin kalp yaşlanmasını nasıl etkilediğine bakıyor."

Bunu araştırmak için ekip, doğal kalp dokusunu sentetik bir jel ile birleştirerek ECM'nin sertliğini ve bileşimini yakından taklit eden Decipher (Decellularized In Situ Polyacrylamide Hydrogel-ECM hybrid) adı verilen bir hibrit biyomalzeme geliştirdi.

NUS CDE ve MBI'da doktora öğrencisi ve çalışmanın ilk yazarı olan Avery Rui Sun, "Şimdiye kadar, bu düşüşe neden olan hangi değişikliklerin (fiziksel sertlik veya biyokimyasal sinyaller) daha büyük rol oynadığını belirlemek zordu, çünkü bunlar genellikle aynı anda gerçekleşiyor" dedi.

“Decipher platformu bu sorunu çözüyor ve araştırmacıların hücrelere iletilen sertliği ve biyokimyasal sinyalleri bağımsız olarak kontrol etmelerine olanak sağlıyor. Bu, daha önce doğal doku kullanan hiçbir sistemin başaramadığı bir şey.”

Ekip, 'genç' ECM ipuçlarını taklit eden Decipher iskelelerine yaşlı kalp hücreleri yerleştirdiğinde, hücrelerin genç hücreler gibi davranmaya başladığını buldular; materyal sert kaldığında bile. Daha yakından yapılan inceleme, bunun yaşlanma ve hücre işleviyle ilişkili binlerce gende gen aktivitesinde bir kaymayı içerdiğini ortaya koydu.

Buna karşılık, 'yaşlı' ECM'ye yerleştirilen genç hücreler, iskele yumuşak olsa bile, işlev bozukluğu belirtileri göstermeye başladı. "Bu bize, yaşlı kalp hücrelerinin etrafındaki biyokimyasal ortamın sertlikten daha önemli olduğunu, genç hücrelerin ise her iki ipucunu da aldığını gösterdi," dedi Yardımcı Doçent Young.

"Doku çok sert olduğunda bile, yaşlı kalplerde tipik olarak olduğu gibi, 'genç' biyokimyasal sinyallerin varlığı yaşlı hücreleri daha sağlıklı, daha işlevsel bir duruma geri itmek için yeterliydi," diye ekledi. "Bu, yaşlanan kalpte bu sinyalleri geri yüklemenin bir yolunu bulabilirsek, hasarın bir kısmını tersine çevirebileceğimizi ve kalbin zamanla nasıl işlediğini iyileştirebileceğimizi gösteriyor."

“Öte yandan, genç kalp hücreleri için daha yüksek sertliğin onların erken 'yaşlanmasına' neden olabileceğini bulduk. Bu, ECM yaşlanmasının belirli yönlerini hedeflersek, zamanla kalp işlev bozukluğunu yavaşlatabileceğimizi veya önleyebileceğimizi gösteriyor.”

Çalışma hala araştırma aşamasındayken, ekip bulgularının yaşlanma sırasında kalp sağlığını korumayı veya geri kazandırmayı amaçlayan terapiler için yeni bir yön açtığını söylüyor - ECM'nin kendisini hedef alarak. Yöntemin yaşlanma ve hastalıktan etkilenen diğer dokuları incelemek için de uyarlanabileceğini umuyorlar. Ekibin kalbin ötesinde, ECM'nin tüm dokularımızdaki hücre işlevindeki önemli rolü nedeniyle Decipher yönteminin diğer organlardaki yaşlanma ve hastalıkları incelemek için de uygulanabileceğine inanıyor.

"Yaşa bağlı birçok hastalık, sadece kalpte değil, doku sertliğinde de değişiklikler içerir," diyor Yardımcı Doçent Young. "Örneğin, aynı yaklaşım böbrek ve cilt dokusuna uygulanabilir ve fibroz veya hatta kanser gibi, mekanik ortamın hücrelerin nasıl davrandığı konusunda önemli bir rol oynadığı durumları incelemek için uyarlanabilir."

Yazar: Bassma Bouanani

Kaynakça: https://www.lab-worldwide.com/ageing-in-the-heart-could-now-be-reversed-a-2a162af7ac629852c7161fc6ea6ce2ba/