کودکان مبتلا به ناهنجاری های مادرزادی شدید، مانند ناهنجاری های تک بطنی، وضعیت لهره آوری دارند. پیوند قلب یک گزینه درمانی است اما به دلیل فقدان اندام های اهداکننده مناسب محدود شده است و حتی در صورت پیوند موفقیت آمیز قلب، سرکوب مادام العمر سیستم ایمنی اغلب با تعدادی از عوارض جانبی جدی همراه است. به عنوان جایگزینی برای پیوند قلب و جراحی بازسازی قلب کلاسیک، میوکارد مهندسی بافت ممکن است برای تقویت قلب های هیپومورفیک و یا ارائه مواد عضلانی جدید برای بازسازی پیچیده میوکارد در دسترس باشد. با این حال، این کاربردهای بالقوه میوکارد مهندسی بافت، چالش های عمده ای را برای مهندسان بافت قلب و همچنین جراحان قلب ایجاد می کند. این بررسی مروری بر فناوری‌های موجود مهندسی بافت قلب ارائه می‌کند، محدودیت‌ها را مورد بحث قرار می‌دهد و در مورد کاربرد بالقوه عضله قلب مهندسی بافت در جراحی قلب کودکان حدس می‌زند.
اهمیت قلب
قلب جنینی با تشکیل هلال قلبی آغاز می شود. این ساختار در نهایت برای ایجاد لوله اولیه قلب ترکیب می شود. حلقه و جدا شدن بعدی در نهایت به پیکربندی قلب چهار حفره ای منجر می شود. این فرآیندهای پیچیده معمولاً مختل می شوند و منجر به ختم زودرس حاملگی یا ناهنجاری های مادرزادی می شوند. در مجموع، 4 درصد از جنین های در حال رشد تحت تأثیر قرار می گیرند. در نهایت، نقایص ساختاری میوکارد تقریباً در 1٪ از نوزادان تشخیص داده می شود و ناهنجاری های قلبی را به شایع ترین وضعیت مادرزادی پاتولوژیک تبدیل می کند.
اکثر این نقایص مادرزادی قلب معمولاً با زندگی سازگار نیستند و نیاز به جراحی های جامع مانند عمل سوئیچ برای TGA و تسکین مرحله ای فونتان از جمله روش Norwood در ناهنجاری های تک بطنی دارند.
چندین فن‌آوری مهندسی بافت در حال حاضر در دسترس است که تولید ماهیچه قلب منقبض را در آزمایشگاه امکان‌پذیر می‌سازد. علاوه بر این، اثبات مفهومی برای کاربرد میوکارد مهندسی بافت برای عضله سازی مجدد قلب نارسا قبلاً در مدل سکته قلبی ارائه شده است.
این بررسی در مورد پیشرفته‌ترین مهندسی بافت میوکارد، محدودیت‌های آن و کاربردهای بالقوه در جراحی قلب کودکان بحث خواهد کرد.
مهندسی بافت قلب پیشرفته:
هدف مهم در مهندسی بافت قلبی درمانی، تولید ماهیچه قلب زیست سازگار و غیر ایمنی با خواص مورفولوژیکی و عملکردی میوکارد طبیعی است. برای این منظور، حداقل چهار روش متمایز مهندسی بافت در 15 سال گذشته ایجاد شده است.
اینها شامل موارد زیر است:
- رویکرد مهندسی زیستی، شامل کاشت سلول های قلب بر روی داربست های زیست سازگار از پیش ساخته شده.
- رویکرد مونتاژ بیولوژیکی، استفاده از هیدروژل‌ها برای به دام انداختن سلول‌های قلب و پشتیبانی از ظرفیت ذاتی آن‌ها برای سازمان‌دهی در یک سینسیتیوم قلبی
- -رویکرد ورقه سلولی، با استفاده از یک تکنیک منحصربه‌فرد برای جدا کردن و قرار دادن متوالی کشت‌های سلولی تک لایه برای تشکیل ساندویچ‌های بافت قلب انقباضی
- رویکرد سلول‌زدایی- سلول‌زدایی، با بهره‌گیری از توانایی جداسازی بافت‌ها از تمام اجزای سلولی، اما در عین حال ساختار ماتریکس خارج سلولی خود را حفظ می‌کند تا به‌عنوان بستر کشت مجدد برای سلول‌های بنیادی قلبی یا قلبی استفاده شود.
کاربرد میوکارد مهندسی بافت در جراحی قلب کودکان
ترمیم میوکارد مبتنی بر مهندسی بافت عمدتاً برای بیماران بزرگسال مورد بحث قرار گرفته است که تحت تأثیر نارسایی قلبی کلی یا آسیب موضعی میوکارد (مثلاً پس از انفارکتوس میوکارد) قرار دارند. حداقل بازسازی میوکارد،ممکن است شرایط ایده آلی برای ترمیم بیولوژیکی با میوکارد مهندسی بافت نباشد. با این حال، کودکان مبتلا به بطن های هیپومورفیک، همانطور که در HLHS یا DILV مشاهده می شود، می توانند به طور بالقوه از افزایش بطن آسیب دیده یا جداسازی یک بطن منفرد با یک پچ انقباضی کاملا بیولوژیکی بهره مند شوند. این روش‌ها احتمالاً نیازمند بازسازی مسیر ورودی و خروجی بیشتر و همچنین ادغام بدون درز الکتریکی و ساختاری پیوند بیولوژیکی در قلب گیرنده است. علاوه بر این، این احتمال وجود دارد که چنین مداخله ای باید با همگام سازی الکتریکی ایمپلنت و قلب گیرنده موازی شود. با توجه به پیش آگهی کودکان مبتلا به ناهنجاری های تک بطنی و عدم اهدای عضو برای پیوند قلب، این مداخله اضافی ممکن است قابل قبول باشد. موضوع دیگر انجام مطالعات پیش بالینی و بالینی مناسب برای ارزیابی ایمنی و امکان سنجی و همچنین اثربخشی چنین مداخله ای،خواهد بود.
در نتیجه:
استراتژی های ترمیم اندام با استفاده از محصولات سلولی به سرعت در حال تکامل هستند. سلول های بنیادی بالغ از مغز استخوان به زودی در یک کارآزمایی محوری فاز III برای اثربخشی (TOPCARE-AMI) آزمایش خواهند شد. مشتقات سلول های بنیادی جنینی به زودی وارد اولین آزمایش بالینی خواهند شد.
این نتایج،نه تنها برای مطالعات کاشت سلولی بلکه برای زمینه مهندسی بافت نیز از اهمیت بالایی برخوردار خواهد بود. به طور خاص، مهندسی بافت قلب به طور اساسی به در دسترس بودن سلول های بنیادی که قادر به تامین قلب در تعداد زیاد هستند بستگی دارد. برای این منظور، سلول‌های بنیادی جنینی یا سلول‌های بنیادی پرتوان غیر جنینی، از جمله سلول‌های بنیادی پرتوان القایی، سلول‌های بنیادی اسپرماتوگونیال، و سلول‌های بنیادی پارتنوژنتیک، ابزاری هستند. اگر بتوان ایمنی مشتقات سلول‌های بنیادی جنینی را در آسیب نخاعی نشان داد، منطقی است که فناوری‌های مهندسی بافت را که از سلول‌های بنیادی جنینی یا جایگزین‌های غیر جنینی در حیوانات بزرگ و متعاقباً آزمایش‌های انسانی استفاده می‌کنند، ارتقا دهیم.
