Perubahan mudah dalam cara sel penderma diproses boleh memaksimumkan pengeluaran vesikel ekstraselular sel tunggal, yang merupakan zarah nano kecil yang dirembeskan secara semula jadi oleh sel, menurut penyelidikan baharu daripada penyelidik di University of Illinois Chicago.
Penemuan ini menawarkan jalan baharu untuk penyelidikan mengenai terapi selular, yang menggunakan sel yang dipindahkan - seperti sel stem atau sel imun, sama ada daripada pesakit atau penderma - untuk membantu badan sembuh atau berfungsi dengan lebih baik, dan pesakit serta doktor mereka mahukan yang terbaik untuk wang mereka dari segi potensi. Untuk kecederaan pada paru-paru, seperti yang disebabkan oleh sindrom gangguan pernafasan akut, rawatan yang menggunakan vesikel ekstraselular telah menjanjikan, tetapi kekal mahal dan terhad oleh bilangan sel yang didermakan yang diperlukan untuk mencapai tahap terapeutik.
Para penyelidik, diketuai oleh Jae-Won Shin, telah mengkaji cara vesikel ekstraselular berfungsi. Melalui eksperimen, mereka mendapati bahawa mengubah bahan di mana sel penderma diproses boleh memberi kesan kuat ke atas potensi vesikel ekstraselular.
"Kami sangat terkejut bahawa perubahan persekitaran yang mudah boleh memberi kesan yang begitu ketara," kata Shin, penolong profesor UIC di jabatan farmakologi dan perubatan regeneratif dan jabatan kejuruteraan bioperubatan. "Ini memberitahu kita bahawa sel berinteraksi secara berbeza dalam tisu yang berbeza, dan ini memberi kesan cara mereka merembeskan vesikel ekstraselular dan mempengaruhi sel lain di sekelilingnya."
Kuncinya, mereka mendapati, menggunakan bahan hidrogel lembut yang lebih menyerupai persekitaran semula jadi tisu untuk menyediakan zarah. Apabila mereka membandingkan zarah yang dikultur daripada sel dalam bahan tradisional dengan yang dikultur dalam bahan yang lebih lembut, mereka melihat bahawa vesikel ekstraselular dirembeskan dalam kuantiti yang lebih besar dalam substrat yang lebih lembut.
"Dalam substrat kaku, struktur sitoskeletal dalam sel adalah padat dan kurang fleksibel. Ini menyukarkan vesikel ekstraselular untuk keluar dari sel. Tetapi dalam substrat lembut, struktur ini kurang tumpat, lebih mudah dibengkokkan dan lebih tersebar keluar, menjadikan persekitaran lebih kondusif untuk rembesan zarah oleh sel," kata pengarang pertama Stephen Lenzini, alumni UIC yang bekerja dalam kajian di makmal Shin sebagai pelajar siswazah.
Shin berkata, "Itulah sebabnya lebih sedikit sel penderma diperlukan untuk menghasilkan bilangan zarah yang sama."
Mereka juga membandingkan potensi terapeutik zarah yang dihasilkan dalam bahan yang berbeza. Mereka memerhatikan bahawa dos vesikel ekstraselular yang sama yang dihasilkan daripada substrat yang lebih lembut adalah lebih berkesan untuk memudahkan proses pembaikan daripada vesikel ekstraselular yang dihasilkan daripada substrat yang lebih keras tradisional.
"Memahami perkara ini membuka pintu kepada banyak kaedah penyiasatan baharu untuk makmal dan ujian klinikal rawatan yang menggunakan vesikel ekstraselular penderma untuk membaiki tisu yang rosak, seperti yang berlaku pada paru-paru sesetengah pesakit COVID-19 yang menghadapi komplikasi seperti ARDS," katanya.
