长期以来，细胞疗法一直被认为是由器官和组织衰竭引起的一系列疾病患者的替代治疗选择，包括心脏病发作、糖尿病、角膜失明和囊性纤维化。虽然理论上很棒，但在实践中，这些疗法在许多应用中显示出有限的临床成功，因为注射后细胞存活率低，以及在注射部位的保留和移植到受损组织较差。由BME的Rachelle Palchesko和Adam Feinberg领导的正在进行的研究，正在探索使用一种新的细胞传递方法来帮助细胞粘附并停留在最需要它们的地方。
美国每年进行的角膜移植手术超过5万例，这一令人印象深刻的数据超过了所有其他实体器官移植的总数。在《通讯材料》杂志上发表的一项新研究中，CMU和匹兹堡大学的研究人员提出，当角膜内皮细胞密度低是导致角膜失明的原因时，使用一小包收缩膜包裹的角膜内皮细胞作为角膜移植的潜在替代方案。
角膜内皮(CE)是角膜后表面的单层细胞，负责维持适当的角膜厚度和透明度。近一半的角膜移植源于CE的失败，主要是由于细胞的损失，无法复制来修复损伤或损伤。
虽然存在一些治疗CE失败的方法，但慢性排斥反应和供体供应有限促使人们开发新的方法来注射CE细胞以重新填充角膜内皮和恢复功能。到目前为止，大多数的治疗方法都需要通过刮痧或角膜低温损伤来去除现有的CE，以便为输送的细胞提供附着的地方。
生物医学工程特别学院研究员Rachelle Palchesko解释说:“你可以想象一下，如果你试图把一个健康的细胞放入一个敌对的组织中，它就不想待在那里了。”“基于日本一个小组正在做的工作，我们有了一个收缩膜包裹细胞在角膜中的有效应用的基准，我们知道我们可以在此基础上进行改进。我们已经能够证明，我们可以有效地包装细胞，让它们融入高密度的组织，而不会造成任何损伤或移除任何细胞。我们的技术可以改善细胞疗法，帮助细胞停留在我们希望它们停留的地方。”
该小组的技术在细胞外基质的基底膜状层中利用收缩包裹的角膜内皮细胞微图案岛，使细胞在悬浮时能够保持细胞-细胞连接和细胞骨架结构。在一系列的研究中，在体外和体内模型系统中，小包裹的细胞表现出快速移植到完整、高密度的角膜内皮单层的能力。
帕尔切斯科说:“我的大部分研究都是在治疗角膜盲症，但我们相信这项技术有很大的潜力可以应用到身体的其他部位。”“我们实验室的团队正在研究如何应用这项技术治疗囊性纤维化或在心脏病发作后输送细胞。”
生物医学工程和材料科学与工程教授亚当·范伯格(Adam Feinberg)说:“想象一下，器官衰竭可以通过简单的向受影响组织注射来预防，而不是等待可能永远不会到来的移植。”“随着技术的进一步开发和验证，这是该技术真正令人兴奋的潜力。我们感谢国家卫生研究院和囊性纤维化基金会对这项研究的支持。”
Palchesko补充道:“这是一项简单有效的技术——它没有过度设计;我们只是把这些细胞包裹起来。我相信我们可以走得更远，帮助很多人。”
参考:
- rachel N. Palchesko, Yiqin Du, Moira L. Geary, Santiago Carrasquilla, Daniel J. Shiwarski, Irona Khandaker, James L. Funderburgh, Adam W. Feinberg。利用收缩膜包裹的细胞外基质植入角膜内皮细胞。通讯材料,2022;3 (1) DOI: 10.1038/s43246-022-00247-1
