Новая скелетная ткань может произвести революцию в регенеративной медицине

Международная исследовательская группа под руководством Калифорнийского университета в Ирвайне открыла новый тип скелетной ткани, обладающий огромным потенциалом для развития регенеративной медицины и тканевой инженерии.




Прочность большинства хрящей зависит от внешнего внеклеточного матрикса, но «липохрящ», который находится в ушах, носу и горле млекопитающих, уникально заполнен жировыми клетками, называемыми «липохондроцитами», которые обеспечивают сверхстабильную внутреннюю поддержку, позволяя ткани оставаться мягкой и упругой — подобно пузырьковому упаковочному материалу.

Исследование, опубликованное сегодня в журнале Science , описывает, как клетки липохряща создают и поддерживают свои собственные липидные резервуары, оставаясь постоянными в размере. В отличие от обычных жировых клеток адипоцитов, липохондроциты никогда не сжимаются и не расширяются в ответ на доступность пищи.

Упругость и стабильность липохряща обеспечивают податливое, эластичное качество, которое идеально подходит для гибких частей тела, таких как мочки ушей или кончик носа, открывая захватывающие возможности в регенеративной медицине и тканевой инженерии, особенно для дефектов или травм лица. В настоящее время реконструкция хряща часто требует сбора ткани из ребра пациента — болезненная и инвазивная процедура. В будущем липохондроциты, специфичные для пациента, можно будет получать из стволовых клеток, очищать и использовать для производства живого хряща, адаптированного к индивидуальным потребностям. С помощью 3D-печати эти сконструированные ткани можно будет формировать так, чтобы они точно подходили, предлагая новые решения для лечения врожденных дефектов, травм и различных заболеваний хряща».

Доктор Франц Лейдиг впервые распознал липохондроциты в 1854 году, когда он отметил наличие жировых капель в хрящах ушей крысы, открытие, которое было в значительной степени забыто до сих пор. Используя современные биохимические инструменты и передовые методы визуализации, исследователи Калифорнийского университета в Ирвайне всесторонне охарактеризовали молекулярную биологию липохондрического хряща, метаболизм и структурную роль в скелетных тканях.

Они также раскрыли генетический процесс, который подавляет активность ферментов, расщепляющих жиры, и снижает всасывание новых молекул жира, эффективно блокируя липидные резервы липохондроцитов на месте. Лишенный своих липидов, липохрящ становится жестким и хрупким, что подчеркивает важность его заполненных жиром клеток в поддержании сочетания прочности и гибкости ткани. Кроме того, команда отметила, что у некоторых млекопитающих, таких как летучие мыши, липохондроциты собираются в сложные формы, например, параллельные гребни в их больших ушах, что может повышать остроту слуха за счет модуляции звуковых волн.

«Открытие уникальной липидной биологии липохряща бросает вызов давним предположениям в биомеханике и открывает двери бесчисленным возможностям для исследований», — сказал ведущий автор исследования Рауль Рамос, научный сотрудник-постдокторант в лаборатории биологии развития и регенеративной биологии Plikus. «Будущие направления включают в себя понимание того, как липохондроциты сохраняют свою стабильность с течением времени, и молекулярных программ, которые управляют их формой и функцией, а также понимание механизмов клеточного старения. Наши результаты подчеркивают универсальность липидов за пределами метаболизма и предлагают новые способы использования их свойств в тканевой инженерии и медицине».

Источник: www.news-medical.net