211service.com
Oude levers weer nieuw gemaakt
Wetenschappers van het Massachusetts General Hospital in Boston hebben de eerste stappen gezet in de richting van het bouwen van functionele, transplanteerbare levers. In een onderzoek bij ratten, dat vandaag online is gepubliceerd door Natuurgeneeskunde , namen de onderzoekers donorlevers, ontdaan ze voorzichtig van hun cellen terwijl ze ander materiaal intact lieten, en gebruikten vervolgens de resterende structuur als een steiger waarop gezonde levercellen konden groeien. Het resultaat was een bijna compleet orgaan dat in de ratten werd getransplanteerd en tot acht uur lang functioneel bleef.
Voor en na: Wetenschappers gebruiken ongezonde rattenlevers, zoals de lever die links wordt getoond, om functionerende levers weer op te bouwen. Door de oude cellen en hun puin weg te spoelen met een wasmiddel, blijft een steiger achter die zijn bloedvatenstructuur behoudt, rechts weergegeven. De nieuwe steiger kan dan worden ingezaaid met gezonde levercellen.
Leverziekte is de 12e grootste doodsoorzaak in de Verenigde Staten, terwijl hart- en nierziekte nog hoger scoren. De symptomen van orgaanfalen kunnen tot op zekere hoogte worden behandeld, maar de enige remedie is transplantatie, en er zijn gewoon niet genoeg gezonde donororganen om rond te komen. Decennialang hebben onderzoekers gewerkt aan het bouwen van vervangingen. Maar organen zijn complexe systemen, met een celdichtheid en bloedvatenstelsel die moeilijk te repliceren zijn.
De nieuwe techniek, die twee jaar geleden voor het eerst in harten werd gedemonstreerd, maakt gebruik van de reeds bestaande structuur van een orgaan in al zijn complexiteit en biedt een gebruik voor ongezonde organen die anders niet zouden kunnen worden gebruikt. We proberen organen te reanimeren die zouden worden weggegooid en doen dingen om ze transplanteerbaar te maken, zegt Basak-pakken , de eerste auteur van het artikel en een onderzoeker aan de Centrum voor Ingenieurswetenschappen in de Geneeskunde bij MGH.
Andere benaderingen voor orgaanregeneratie liepen sterk uiteen, van het maken van in het laboratorium gemaakte steigers tot het gebruik van inkjetprinters om driedimensionaal weefsel te maken. Maar al deze methoden proberen na te bootsen wat het lichaam al met succes heeft gemaakt. De decellularisatietechniek speelt daarop in, verwijdert wat kapot is en vervangt het door gezonde nieuwe cellen. Wat we hebben gedaan, is in feite de snelkoppeling nemen, zegt Korkut Geschikt , de onderzoeker van het Center for Engineering in Medicine die het werk leidde.
Dit overtreft andere benaderingen, zegt Stephen Badylak , een specialist in tissue engineering aan de Universiteit van Pittsburgh's McGowan Centrum voor Regeneratieve Geneeskunde . Het mooie van deze benadering is dat het niet probeert iets te synthetiseren. Het probeert de driedimensionale steiger van Moeder Natuur te isoleren en daarvan te profiteren. Als dit vertaald kan worden naar de kliniek – en daar zijn we nog een eind van verwijderd – is dat een enorme vooruitgang.
Uygun en haar collega's begonnen met levers van ratten die waren gestorven door zuurstofgebrek. Ze ontcelden de levers met een wasmiddel, dat de resterende cellen doodde en hun afval verwijderde. Wat overbleef was een delicaat skelet van eiwitten en suikers en andere extracellulaire structuren, inclusief de bloedvatenstructuur - het meest complexe aspect van de lever, het moeilijkst te dupliceren en het meest noodzakelijk voor het overleven van de nieuwe cellen. De wetenschappers bezaaiden de steiger met levercellen geïsoleerd uit gezonde rattenlevers, evenals endotheelcellen om de bloedvaten te bekleden, en het resultaat bleef 10 dagen functioneel in kweek.
Lever bedruipen: Nadat een steiger is bezaaid met gezonde levercellen, wordt deze in een in vitro kweekopstelling geplaatst. De roze vloeistof die in de steiger circuleert heeft de benodigde voedingsstoffen om de cellen in leven te houden. De steiger is nog niet bezaaid met gezonde cellen.
De onderzoekers transplanteerden ook twee dagen oude gereconstrueerde levers terug in ratten, waardoor ze werden verbonden met het vasculaire systeem van de dieren. Na acht uur bleven de levers de bloedstroom van de dieren opnemen en bleven ze functioneel, iets wat nog nooit eerder was gedaan met zo'n gecompliceerd geconstrueerd orgaan. Het is een veelbelovende aanpak die een revolutie teweeg zal brengen op het gebied van tissue engineering voor levers, zegt Basak Uygun. Het is een bijzonder uitdagend orgaan, omdat het een constante en uitgebreide bloedcirculatie vereist. Dus als dit voor levers kan worden gedaan, is dat een grote vooruitgang.
Het is heel goed werk en het brengt het veld vooruit en laat steeds meer zien dat deze dingen echt kunnen en mogelijk zijn, zegt Anthony Atala , directeur van het Institute for Regenerative Medicine aan het Baptist Medical Center van de Wake Forest University, die zowel de inkjetprint- als de decellularisatiebenadering heeft gebruikt. Vaste organen zijn ongelooflijk complex, omdat ze veel meer cellen per centimeter hebben dan enig ander weefseltype. En hoe krijg je bloedtoevoer naar zo'n groot volume cellen? Van cellen ontdane organen zijn een goede strategie voor het behoud van vaatweefsel.
Er zijn echter nog een paar grote obstakels. Het eerste probleem is dat de huidige methode de bloedvaten niet dicht genoeg kan herbevolken om de bloedcirculatie langer dan 24 uur mogelijk te maken. Het blootgestelde collageen van de steiger zorgt ervoor dat het bloed stolt en stolt, daarom liet Uygun de gemanipuleerde levers slechts acht uur getransplanteerd staan.
Het tweede obstakel is het vinden van een stabiele bron voor gezonde menselijke levercellen. Op kortere termijn denken de onderzoekers dat ze kunnen vertrouwen op cellen van gezonde donoren. (Gezonde levers kunnen binnen een paar weken weer op ware grootte worden hersteld.) Maar verderop in de lijn kan de stamcelwetenschap zo ver gevorderd zijn dat mensen hun eigen cellen kunnen doneren, waardoor wetenschappers ze in het laboratorium kunnen differentiëren tot levercellen die zal geen reactie van het immuunsysteem veroorzaken en die gebruiken om een steiger te zaaien.
Korkut Uygun en zijn collega's werken al aan een oplossing voor het bloedvatprobleem en zijn van mening dat ze binnen twee jaar volledig functionele levertransplantaties bij ratten moeten hebben. We hopen dat het over vijf tot tien jaar in de kliniek zal zijn, zegt hij. Dat gaat ervan uit dat er niets misgaat.
Het is een verleidelijk vooruitzicht. Dit vertegenwoordigt een potentiële therapie voor die patiënten die niet het geluk hebben om een transplantatie te krijgen of niet in aanmerking komen voor een transplantatie, zegt Badylak. Het is een geweldige stap voorwaarts.