Valvele cardiace de înlocuire crescute în interiorul corpului sunt cu un pas mai aproape de realitate, în urma unor studii conduse de cercetătorii britanici de la Imperial College.
Intervenţia chirurgicală pentru înlocuirea valvelor cardiace defecte este posibilă de peste 60 de ani, însă tratamentul prezintă dezavantaje medicale, atât în cazul valvelor mecanice, cât şi al celor biologice.
Dar ce s-ar întâmpla dacă mecanismele naturale de reparare ale organismului ar putea fi exploatate pentru a construi o valvă cardiacă vie, chiar acolo unde este nevoie de ea?
Studii recente conduse de cercetători de la Spitalul Harefield şi de la Institutul Naţional pentru sănătatea inimii şi plămânilor, din Regatul Unit, sugerează că această abordare este pe deplin posibilă.
Înlocuirea valvei cardiace este un tratament care salvează vieţi, dar rareori este o soluţie pe termen lung.
Atât valvele mecanice, cât şi cele biologice au propriile dezavantaje.
Pacienţii cu valve mecanice trebuie să ia medicamente pentru tot restul vieţii lor pentru a preveni coagularea sângelui.
Valvele biologice, pe de altă parte, durează doar între 10 şi 15 ani.
Tratamentul este deosebit de dificil în special pentru copiii cu defecte cardiace congenitale, deoarece valvele nu cresc odată cu corpul lor şi trebuie înlocuite de mai multe ori înainte de a ajunge la vârsta adultă.
Recent, specialiştii americani au reuşit primul transplant parţial de inimă, cu valvă aortică şi artere pulmonare. Operaţia s-a desfăşurat la un bebeluş iar specialiştii au anunţat la începutul anului că valvele şi arterele sunt funcţionale şi cresc odată cu copilul.
Însă această nouă abordare, dezvoltată de echipa lui Sir Magdi Yacoub de la Harefield şi Imperial este mult mai adaptabilă, spun specialiştii.
„Scopul conceptului pe care l-am dezvoltat este de a produce o valvă vie în organism, care ar putea creşte odată cu pacientul", spune dr. Yuan-Tsan Tseng, un om de ştiinţă în domeniul biomaterialelor care lucrează la Institutul Naţional şi la Centrul de Ştiinţe Cardiovasculare Harefield.
Procedura începe cu o valvă polimerică nanofibroasă, dar fabricată dintr-o schelă polimerică biodegradabilă, faţă de un plastic durabil.
„Odată ce aceasta se află în interiorul corpului, platforma recrutează celule şi le instruieşte dezvoltarea, astfel încât organismul funcţionează ca un bioreactor pentru a creşte un nou ţesut", explică dr. Tseng.
Potrivit acestuia, platforma se degradează treptat şi este înlocuită de ţesuturile proprii ale corpului nostru.
Materialul utilizat pentru fabricarea valvei reprezintă cheia inovaţiei.
Acesta are capacitatea de a atrage, găzdui şi instrui celulele adecvate din propriul corp al pacientului, facilitând astfel generarea de ţesut şi menţinerea funcţiei valvei.
Proiectarea şi fabricarea valvei sunt prezentate într-o lucrare academică, împreună cu validarea performanţei sale în laborator şi cu primele rezultate ale testelor pe animale.
Valvele au fost transplantate în oi şi monitorizate timp de până la şase luni.
„Supapele s-au comportat foarte bine", spune dr. Tseng, precizând că acestea au continuat să funcţioneze pe parcursul celor şase luni de testare şi au prezentat, de asemenea, o bună regenerare celulară.
În principal, studiul arată că platforma a fost capabilă să atragă celule din fluxul sanguin, care s-au dezvoltat apoi în ţesuturi funcţionale, un proces cunoscut sub numele de transformare endotelială mezenchimală (EndMT).
„Am văzut, de asemenea, nervi şi ţesuturi grase care au crescut în schelă, aşa cum ne-am putea aştepta într-o valvă normală", scriu cercetătorii în lucrarea lor.
Între timp, polimerul a putut fi văzut degradându-se pentru a face loc noului ţesut.
Acest proces de degradare a fost urmărit cu ajutorul cu ajutorul tehnologiei de ultimă generaţie şi instrumente analitice avansate.
„Tehnologia fost capabilă să ne spună greutatea moleculară a polimerului în probele prelevate din valve la diferite momente de timp în cadrul studiului in-vivo", spune dr. Tseng.
Acest lucru a arătat că structura se descompunea treptat, dar fără a afecta performanţa supapei.
Dacă nu ar fi existat o regenerare, valva s-ar fi destrămat pe măsură ce polimerul se degrada, explică cercetătorul.
„Ceea ce vedem este o funcţionalitate continuă, iar asta înseamnă că regenerarea celulară are loc în timp. Acest lucru dovedeşte că ideea noastră de regenerare in-vivo funcţionează", notează el.
Testele clinice
Următorul pas este continuarea studiilor pe animale, pentru a urmări procesul de regenerare a ţesuturilor pentru mai mult timp.
Aceste date vor fi esenţiale pentru a obţine aprobarea autorităţilor de reglementare pentru primele studii clinice, pe care echipa speră să le înceapă în următorii cinci ani.
De asemenea, vor fi necesare studii suplimentare privind procesele utilizate pentru fabricarea valvelor.
„Există diverse îmbunătăţiri care trebuie aduse pe partea de fabricaţie pentru a optimiza polimerul, astfel încât să funcţioneze în modul dorit", explică dr. Tseng.
În timp ce accentul se pune în prezent pe supapele cardiace de înlocuire, abordarea ar putea avea multe alte aplicaţii.
„Odată ce avem platforma, aceasta devine o tehnologie pe care o putem folosi în ingineria altor ţesuturi", menţionează dr. Tseng.
Printre posibilităţi se numără abordarea afecţiunilor vasculare, cum ar fi repararea vaselor de sânge deteriorate în dializă şi construirea de plasturi cardiaci pentru a repara leziunile suferite de inimă.
Cercetarea a fost publicată în revista Communications Biology.
