Apa itu Decellularized Myocardial Matrix Hydrogels?

Read Also

Beberapa bahan decellularized baru-baru ini telah disintesis yang sebelumnya telah menunjukkan potensi yang signifikan dalam pengobatan penyakit kardiovaskular, sehingga meningkatkan pemahaman tentang pertumbuhan otot jantung.

Dari biomaterial baru ini, hidrogel matriks miokard terdeselularisasi baru-baru ini menunjukkan potensi besar untuk mensintesis lingkungan mikro seluler yang mewakili jaringan jantung yang terjadi secara alami, dan oleh karena itu berhasil mengobati jantung setelah serangan jantung.

Hidrogel spesifik ini, yang awalnya berasal dari jaringan jantung babi, akhirnya membentuk hidrogel berserat nano ketika diinduksi secara termal pada suhu tubuh mamalia (sekitar 37°C). Penggunaan terus-menerus dari matriks jantung terisolasi ini dalam pengaturan in vitro 2 dimensi dan 3 dimensi telah menunjukkan potensi untuk memberikan instruksi spesifik jaringan untuk diferensiasi dan pertumbuhan sel otot jantung.

Bagaimana hidrogel matriks miokard deselular digunakan?

Pengujian ilmiah hidrogel matriks miokard sebagai pilihan untuk terapi pasca infark miokard yang dilakukan pada model mamalia besar dan kecil secara konsisten menunjukkan peningkatan otot jantung dan peningkatan fungsi ventrikel kiri, serta perekrutan seluler ke daerah jantung yang rusak. Oleh karena itu, berdasarkan hasil tersebut, langkah-langkah tambahan sekarang sedang diambil untuk memanfaatkan teknologi hidrogel baru ini sebagai pengobatan biomaterial suntik untuk pasien serangan jantung manusia.

Kemajuan yang signifikan dalam bio-engineering jaringan jantung telah menunjukkan potensi besar dalam mengejar pengobatan korektif jangka panjang penyakit kardiovaskular, seperti serangan jantung. Penyakit jantung iskemik, yang pada akhirnya dapat menyebabkan myocardial infarction (MI) serta gagal jantung berikutnya, adalah penyebab kematian paling umum tidak hanya di dunia barat tetapi di seluruh dunia, dengan peningkatan hingga 13,4% dari keseluruhan tahunan. kematian diproyeksikan di seluruh dunia pada tahun 2030.

Setelah mengalami MI, jantung manusia dewasa tidak memiliki kapasitas regeneratif untuk memperbaiki sel yang rusak, yang mengarah ke beberapa remodeling sel biologis progresif, seperti degradasi matriks ekstraseluler yang dilakukan oleh matriks metaloproteinase.

Pencegahan gagal jantung pasca infark miokard

Saat ini, tidak ada pengobatan lain yang tersedia yang mampu mencegah gagal jantung pasca infark miokard, dengan pilihan pengobatan untuk gagal jantung stadium akhir terbatas pada perangkat bantuan ventrikel kiri, atau transplantasi jantung utuh. Sayangnya, pilihan pengobatan ini cenderung membebani kualitas hidup pasien, dan juga membutuhkan berbagai sumber daya medis yang mahal.

Sebagai tanggapan terhadap situasi ini, penelitian ilmiah tentang bioteknologi jaringan jantung saat ini berfokus pada penyelidikan apakah pemulihan fungsi dan potensi regenerasi penuh/sebagian dari sel-sel jantung yang rusak, mungkin dapat dicapai dengan menggunakan metode pengobatan baru.

Isolasi matriks ekstraseluler

Kemajuan terbaru dalam bioteknologi miokard yang telah secara signifikan mempercepat penelitian penyakit jantung adalah keberhasilan isolasi perancah matriks ekstraseluler yang mendasari dari jaringan jantung yang terbentuk secara alami.

Matriks ekstraseluler di dalam jantung menyediakan sel-sel yang rusak dengan instruksi biokimia spesifik jaringan, yang kemudian telah terbukti penting untuk perkembangan seluler, diferensiasi, dan migrasi alami.

Studi yang menjanjikan

Studi yang dilakukan setelah penemuan itu awalnya menunjukkan bahwa jaringan jantung babi yang dideselularisasi dapat direkayasa secara biologis menjadi perawatan biomaterial yang dapat disuntikkan yang mensintesis hidrogel matriks miokardium babi berserat nano setelah ditempatkan ke dalam tubuh.

Ada studi ilmiah lebih lanjut, dengan tujuan terutama untuk menganalisis dan mengidentifikasi secara kuantitatif ketika sel-sel matriks ekstraseluler jantung manusia diisolasi dari beberapa jantung donor yang terpisah. Matriks ekstraseluler pertama kali diisolasi melalui deselularisasi dari enam total hati donor kadaver manusia, yang kemudian dikarakterisasi dengan menganalisis kandungan glikosaminoglikan tersulfat.

Kandungan protein yang direkam kemudian dievaluasi lebih lanjut. Studi ini menyimpulkan bahwa dengan menggunakan metode analisis yang tepat dan mengukur hasilnya, matriks ekstraseluler manusia tersebut memang dapat berhasil dikarakterisasi.

Kesimpulan

Kesimpulannya, penelitian yang ketat telah membuktikan bahwa hidrogel matriks miokard decellularized adalah terapi yang menjanjikan untuk pengobatan dan pemulihan pasien yang sebelumnya menderita infark miokard dan/atau gagal jantung.

Perawatan baru ini dapat segera memberikan alternatif yang layak dan lebih murah untuk pilihan yang lebih keras yang saat ini tersedia, seperti transplantasi jantung penuh berisiko yang dapat memakan waktu lama karena daftar transplantasi, atau menjalani operasi untuk memasukkan perangkat bantuan ventrikel kiri yang secara signifikan dapat mengurangi kualitas hidup pasien. Diperlukan lebih banyak penelitian pada pasien manusia hidup, tetapi teknologi ini bisa sangat bermanfaat bagi komunitas medis.

Sources

Wang R.M. & Christman K.L. (2016). Decellularized myocardial matrix hydrogels: In basic research and preclinical studies. https://doi.org/10.1016/j.addr.2015.06.002

Johnson T.D. et al. (2015). Quantification of decellularized human myocardial matrix: A comparison of six patients. https://doi.org/10.1002/prca.201500048