美国加州大学圣地亚哥分校(UC San Diego)于日前研发了一全新的生物材料(biomaterial),可透过静脉注入体内以降低组织发炎情形,并增进细胞与组织的修复。该研究团队已成功将其应用于囓齿与大型动物中、心脏病所造成的组织损伤,并提供更多实验证据指出该材料未来将有潜力应用于脑部创伤、肺动脉高血压的状况。此创新研究已由研究团队刊登于 Nature Biomedical Engineering 期刊中。
创新治疗将引领潮流?统整 2022 年核准的基因与细胞治疗!(基因线上国际版)解决心脏病所造成的心肌组织损伤
目前心脏病尚无确切的疗程可修复心脏组织损伤的情形,也因此每次发作都会促成结疤组织生成,进而影响心肌功能,并可能导致郁血性心脏衰竭(congestive heart failure)。
为解决此一未满足的临床需求,UC San Diego 的生物工程教授 Karen Christman 博士先前就已带领其研究团队研发一种由心肌组织所制成的水凝胶,又名细胞外基质(extracellular martix, ECM),可注射入损伤的心肌组织中,并于受损区域形成支架,促进新细胞的生长与修复。该技术虽于 2019 年的 1 期临床试验展现成功结果,但由于只能在心脏病发作后至少一周后(或更久)的时间使用,研究团队希望能再研发一种能在心脏病发作后,可即刻施打入静脉的新材料。
改良水凝胶,分子更小、分布受损组织更均匀
Christman 博士的研究团队首先改良先前所研发的水凝胶。由于其分子粒径对于标靶血管过大,团队将其离心后保留奈米尺寸的分子,并将所得材料进行透析与无菌过滤后,再将其冷冻干燥成粉末,最后再加入无菌水使之形成一种新型水凝胶。此新型生物材料的一项优势为能均匀分布于受损组织,因其可透过静脉注射或直接输注入心脏的冠状动脉中。
研究团队接着将其应用于齧齿动物的心脏病模式中,可见生物材料自血管注入后,达血管和上皮细胞之间的组织,不但加速了血管的修复,更降低发炎反应。类似反应也可见于具脑损伤、肺动脉肺动脉高血压的动物模式中。
也因此,Christman 博士期望将其在临床前期试验探索此生物材料的更多适应症,望能在更多疾病疗程中扮演修复的角色;此外,她也预计向美国食品药物管理署(FDA)申请人体临床试验以将其应用在心脏病的临床治疗中,降低心脏病患者的郁血性心脏衰竭致病可能。
延伸阅读:不只根除肿瘤还要预防复发!科学家开发新细胞疗法对抗难缠癌症参考资料:
1. https://today.ucsd.edu/story/this-groundbreaking-biomaterial-heals-tissues-from-the-inside-out
2. https://www.nature.com/articles/s41551-022-00964-5
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