Cientistas da Universidade Sechenov, juntamente com seus colegas pesquisadores chineses e americanos, examinaram os últimos avanços no uso de células progenitoras do músculo esquelético, especificando os principais desafios inerentes à aplicabilidade dos MPCs na terapia celular, e delineando as tecnologias inovadoras mais promissoras. Os resultados desta pesquisa foram relatados em Avaliações de Física Aplicada , o artigo foi amplamente elogiado pelo conselho editorial.

As células progenitoras são células que têm a capacidade de evoluir (ou se diferenciar) em um tipo específico de célula, por exemplo, células do tecido muscular. Essa capacidade os torna candidatos-chave para a terapia celular no tratamento de tecido muscular danificado devido a lesões, doença, ou disfunções associadas à idade. A técnica pode ser descrita da seguinte forma:as células progenitoras são colhidas da amostra de tecido muscular saudável do paciente, cultivadas in vitro e depois enxertadas nos tecidos danificados do paciente. O método requer o ambiente apropriado (semelhante ao do corpo humano) para permitir a diferenciação das células progenitoras em condições de laboratório. Contudo, sendo altamente sensível às mudanças mais sutis no microambiente de apoio ao crescimento, as células progenitoras podem alterar seus padrões de comportamento ex vivo e perder a capacidade de se diferenciar em tipos de células-alvo.

A pesquisa demonstra que o manejo adequado do comportamento das células progenitoras requer tanto uma estrutura adequada (ou uma 'espinha dorsal' na qual o tecido é cultivado) e uma matriz extracelular que interconecta as células circundantes e regula os processos intracelulares.

A matriz extracelular que fornece o microambiente para células progenitoras in vivo contém centenas de várias proteínas, lipídios, e carboidratos, que desempenham um papel crucial na regeneração dos tecidos. Este microambiente é extremamente ativo e seus processos internos são essenciais para o crescimento e migração celular. Apesar da grande quantidade de matrizes extracelulares artificiais, incluindo aqueles derivados de tecidos animais, os tecidos humanos nativos continuam sendo o ambiente mais favorável para o cultivo de células.

Antes de publicar seu relatório, os autores projetaram andaimes derivados de matriz extracelular para biofabricação de pele, tecidos do músculo esquelético e do rim que demonstraram excelentes resultados de viabilidade devido à sua diferenciação tecido-específica. A fim de projetar matrizes funcionais, quaisquer células e seus componentes que podem desencadear a reação imunológica durante o enxerto são isolados mecanicamente, ou lavado com solução de processamento, da amostra de tecido alvo. Os cientistas desenvolveram e testaram um método de descelularização de tecidos que remove com eficiência os componentes celulares, ao mesmo tempo que preserva seu suporte estrutural - a matriz - e compostos ativos (citocinas, fatores de crescimento), que essencialmente controlam o comportamento da célula. Isso foi possível com a aceleração do processo de descelularização:a solução permanece em contato com compostos críticos por um período menor de tempo, garantindo sua integridade e viabilidade. Também existem vários tipos de hidrogel de matriz extracelular que provaram ser razoavelmente eficazes na construção de tecidos e no fornecimento de nutrientes.

Como Peter Timashev, autor colaborador e diretor do Instituto de Medicina Regenerativa da Universidade Sechenov, comentou, "Ao fazer a engenharia de tecidos ou órgãos do corpo in vitro, sempre buscamos criar o tipo de ambiente que seja o mais idêntico ao corpo humano possível. Dito isso, a complexidade absoluta da composição da matriz extracelular torna a fabricação de matrizes artificiais totalmente sustentáveis ​​inatingível neste momento. Portanto, nosso objetivo é tentar extrair a matriz com muito cuidado e usá-la na engenharia de tecidos-alvo - essa técnica permitirá uma reprodução precisa de tecidos vivos no futuro e facilitará sua aplicação em ambientes clínicos. "