Drukowanie 3D i badania nad komórkami macierzystymi Advance Treatment for Wrodzona choroba serca

"Dzięki pediatrii klinicyści są bardzo otwarci na współpracę i próbowanie nowych procedur i terapii" - powiedział Davis. "W świecie pediatrycznym jest mniej opcji dla tych dzieci, a rodzice i lekarze są spragnieni nowych terapii."

Badania Davisa obejmują szeroką pracę z komórkami macierzystymi. Kilka lat temu zauważył, że podczas operacji obejścia usuwano niewielkie ilości tkanki, aby przeprowadzić rurkę omijającą do serca, a następnie odrzucono. Davis poprosił o pozwolenie na wykorzystanie tkanki do badań nad komórkami macierzystymi. Następnie zaczął wyodrębniać i oznaczać ilościowo komórki macierzyste i odkrył, że młode komórki mają bardziej reparacyjne właściwości i uwalniają gojące się białka po wstrzyknięciu do uszkodzonej tkanki.

Pierwsze badanie kliniczne Davisa z komórkami macierzystymi, Autologiczny trzpień sercowy Wstrzykiwanie komórek u pacjentów z zespołem hipoplastycznego lewego serca (ACT-HLHS) zostało zatwierdzone przez FDA i będzie miało miejsce w ciągu najbliższych kilku miesięcy. Klinicyści będą wstrzykiwać komórki macierzyste w serca dzieci z wrodzoną wadą serca, aby poprawić funkcjonowanie serca.

"W przypadku dziecka z HLHS nie będziemy ponownie rozwijać lewej komory, ale raczej staraj się wzmacniać i zapobiegać pogarszaniu się stanu istniejącej prawej komory "- powiedział Davis. "Ustawia dziecko na udaną operację naprawczą na drodze." CD3D .

Davis obserwuje komórki i gromadzi dane ilościowe na temat ich zachowania w swoim laboratorium. Prowadzi badania dotyczące krwi pępowinowej, szpiku kostnego i komórek macierzystych serca. Wraz z Manu Platt, dyrektorem ds. Różnorodności w STC na temat Emergent Behaviors of Integrated Cellular Systems (EBICS) w Georgia Tech, Davis napisał grant z nadzieją na połączenie wszystkich danych komórkowych od pacjentów w trzech różnych badaniach klinicznych, aby stworzyć duże repozytorium danych sygnałów komórkowych. Badanie sygnałów, zwanych także wydzielaniem białka, może pomóc Davisowi i Plattowi w określeniu skuteczności niektórych komórek w leczeniu chorób.

"Te komórki mogą działać na wiele sposobów, a my chcemy zebrać wszystkie informacje, które możemy, łącznie z ich genomem i tym, co wypuszczają - powiedział Davis. "Zasadniczo chcemy tworzyć równania w celu określenia reakcji komórek. Chcemy połączyć dane, aby stworzyć prognozę leczenia. "

Informacje te umożliwią naukowcom zbudowanie modelu matematycznego identyfikującego genom komórki w celu przewidywania cokomórka zrobi to w warunkach klinicznych. Następnie mogą zidentyfikować najlepsze cechy tych komórek i określić, które choroby mogą być celem naprawy.

"Jeśli uda nam się zbadać komórki i wyizolować ich reakcję, będziemy w stanie zapewnić spersonalizowane podejście do komórek macierzystych. terapia - tak naprawdę brakuje obecnie tej dziedziny "- powiedział Davis. "Pacjent mógł wejść i moglibyśmy uporządkować komórki i natychmiast wiedzieć, które komórki wstrzyknąć dla najlepszego wyniku. Różne komórki będą miały różny wpływ na każdą osobę. "

Davis i jego laboratorium używają druku 3D do tworzenia zaworów, ulotek i łatek. Inżynier biomedyczny doktorantka Aline Nachlas odkryła materiał, który będzie wspierał druk 3D komórek zaworowych. Zawory są wykonywane przy użyciu komórek skóry pacjenta, co minimalizuje ryzyko odrzucenia narządu i pozwala organowi wzrastać wraz z pacjentem, co oznacza, że ​​zastąpienie nigdy nie będzie potrzebne.

"Mamy nadzieję, że te komórki będzie w stanie drukować zawory lub przynajmniej ulotki, które tworzą zawory "- powiedział Davis. "Obecnie dzieci poddawane są zastępowaniu zastawek zwierzęcych, które czasami są zbyt duże i nie rosną wraz z dzieckiem. Oznacza to więcej zabiegów w dół w celu zastąpienia zastawki, a także wysokie dawki leków immunosupresyjnych. Chcemy stworzyć żywy zawór, który rośnie wraz z dzieckiem. "

Laboratorium Davisa pracuje również nad łatką do druku 3D zawierającą komórki macierzyste. Plaster utrzymuje wszystkie komórki macierzyste w jednym miejscu, dzięki czemu komórki mogą naprawić otaczającą tkankę. Laboratorium chce wydrukować szkielet łatki w 3D za pomocą odkomórkowionej matrycy materiału świńskiego.

"Bardzo niewielu ludzi próbuje leczyć za pomocą wydruków 3D", powiedział Davis. "Moje laboratorium jest na czele tych badań. Staramy się wnieść pozytywny wkład w rozsądny sposób. "

Davis ma nadzieję skupić się bardziej na drukowaniu 3D w ciągu najbliższych pięciu do dziesięciu lat, aby mógł zastosować terapie regeneracyjne i doprowadzić je do jak największej liczby pacjentów pediatrycznych. pacjenci, jak to możliwe.

"Moje badania mogą nie zawsze przebiegać tak szybko, jak chcę, więc staram się pamiętać, że istnieje szerszy obraz" - powiedział Davis. "Pomagamy już wielu dzieciom z CHD stać się zdrowszymi i silniejszymi. Ale zawsze zadaję sobie pytanie "co możemy zrobić lepiej?"