טיפולים קונבנציונאליים למחלות של כלי דם היקפיים או של עורקים כליליים זוכים להצלחה חלקית בלבד, ויש צורך לפתח פתרונות יעילים יותר.

אנו השתמשנו בהנדסת רקמות כדי לפתח התקנים ביולוגיים תלת מימדיים המתפקדים באופן עצמאי, ופועלים כמשאבות המפרישות מגוון שלם של פקטורי גידול אנגיוגניים, המעודדים צמיחת כלי דם חדשים. התקנים אלה מתאימים לטיפול בחולי מחלות כלי דם, הסובלים מזרימת דם לקויה. 

ההתקנים החדשים מתבססים על פלטפורמת המיקרו-פיגום (micro-scaffold) שפיתחנו בעבר. המיקרו-פיגום מופק מחתיכות של רקמת ריאה, אשר עברו תהליך להוצאת התאים המקוריים. בעקבות תהליך זה  מתקבל מיקרו-פיגום תלת-מימדי, העשיר במגוון חלבונים חשובים של המטריצה החוץ תאית (Extracellular Matrix), ויכול לספק סביבת גידול אופטימלית לתאים חדשים הנזרעים עליו.

על מבנים אלה זרענו תאי גזע מזאנכימליים ממקור אנושי. תאים אלה מהווים מקור פוטנציאלי ליצירת פקטורי גידול אנגיוגניים, ושימוש בהם עשוי לקדם יצירת כלי דם חדשים ועי"כ ריפוי פצעים כיביים ברגליהם של חולי סכרת.   
בשלב הראשון הראינו כי התאים המזאנכימליים גדלים בהצלחה על הפיגום הביולוגי, ומשעתקים ומפרישים קשת רחבה של פקטורי גידול אנגיוגניים ברמה גבוהה יותר מתאי גזע מזאנכימליים הגדלים על צלחות תרבית.

בהמשך הושתלו התקנים כאלה מתחת לעורם של עכברים. מצאנו כי ההתקנים גרמו ליצירת רשת שלמה של כלי דם חדשים, אשר רישתו את אתר המטרה תוך ימים ספורים לאחר ההשתלה, והתחברו לרשת הוורידית הקיימת. מכאן למדנו כי פקטורי הגידול המופרשים מההתקן מסוגלים לגרום תגובה אנגיוגנית מקומית ולהשרות יצירת כלי דם חדשים באתרים ספציפים.

השלב הבא נעשה בשיתוף פעולה עם המחלקה לאנדוקרונולוגיה ומטבוליזם והמחלקה לאורתופדיה בבית החולים הדסה עין כרם. בשלב זה השתמשנו לצורך יצירת ההתקנים בתאים מזאנכימליים, אשר בודדו מדגימות מח עצם של חולי סכרת בשלב כריתת הגפיים. כך יכולנו להשוות את הפוטנציאל האנגיוגני של התקנים הכוללים תאי גזע מזאנכימלים מאנשים בריאים לזה של ההתקנים הכוללים תאי גזע מזאנכימליים מחולי סכרת. נמצא כי התאים אשר בודדו מחולי סכרת גדלים היטב על הפיגום הביולוגי, ומייצרים ומפרישים מגוון פקטורי גידול אנגיוגנים, בדומה להתקנים אשר הוכנו מתאים בריאים.

לאחרונה, הצלחנו בניסויים ראשוניים לייצר התקן דומה, המורכב מתאים אשר בודדו מדגימות דם של בני אדם. לכך יתרון גדול בפישוט ההליכים הנחוצים ליצירת ההתקנים הביולוגיים.

עבודתנו מוכיחה כי המיקרו-פיגום מספק סביבה תומכת לתאי הגזע הגדלים עליו, מאפשר להם לגדול בצורה מבוקרת ומקומית ללא התפשטות לאתרים אחרים בגוף ולזרם הדם, וכך למנוע יצירת גידולים בלתי רצויים.   
מספר התאים הנזרעים על כל מיקרו- פיגום נמוך בשניים עד חמישה סדרי גודל ממה שהושג עד כה ע"י חוקרים אחרים בתחום. הישג חשוב זה מפשט את תהליך הכנת ההתקנים, כיוון שאין צורך בהעשרת התאים או בגידול נוסף בתרבית לשם יצירת מסה גדולה של תאים לצורך הכנת התקנים, המיוצרים מתאים שמקורם במטופל (Autologous cells).

בקרוב אנו מקווים לקבל אישור אתי לטיפול ראשוני במטופלים הסובלים מפצעים חיצוניים. ההתקנים יוכנו מתאים שיופקו מדגימות של המטופלים וישמשו כזרז לטיפול בסגירת האיזור הפגוע.

ההתקן הביולוגי שפיתחנו יוכל לתת מענה מספק למיליוני אנשים ברחבי העולם, הסובלים מכיבים ברגליהם עקב אספקת דם לקויה בעקבות החמרה של מחלת הסכרת.

בעתיד עשוי ההתקן לספק גם חלופה לניתוח מעקפים כליליים. במקום התערבות מכנית במהלך צינתור, יוכל ההתקן המושתל להשרות יצירת כלי דם חדשים באיזור ההשתלה, וכך יתפתחו ערוצים חדשים להובלת הדם אל הלב כתחליף לכלי הדם החסומים.

קיראו את המאמרים –

1. Creation of a vascular inducing device using mesenchymal stem cells to induce angiogenesis

https://doi.org/10.1016/j.jbiosc.2021.06.012

2. Angiogenic potential of mesenchymal stem cells derived from patients with diabetes seeded on decellularized micro fragments

https://doi.org/10.1016/j.jdiacomp.2021.108001