Stiri Medicale

Membru creat integral în laborator poate revoluționa medicina de transplant.

Transplant-medical-membru-sobolan

O echipă de cercetători de la Spitalul General Massachusetts a crescut într-un laborator un membru de șobolan, deschizând calea ingineriei transplanturilor umane.

Membrele robotizate controlate prin puterea minții pentru amputați sunt tot mai sofisticate iar acum a apărut o nouă provocare. Chirurgia de transplant a membrelor, cu utilizarea propriului material biologic al pacientului ar putea fi o realitate.

Dovada conceptului, publicată în această săptămână în revista Biomaterials, este că membrul unui șobolan crescut într-un laborator de către cercetatorii de la Massachusetts General Hospital, are vascularizarea (vene) și țesutul muscular funcționale.

Natura compozită a membrelor noastre îngreunează construirea unui înlocuitor biologic funcțional. Membrele conțin muschi, oase, cartilaje, vase de sânge, tendoane, ligamente și nervi – fiecare dintre acestea trebuie să fie reconstruit și necesită o structură de susținere specifică numită matrice, a declarat Harald Ott, MD, de la Departamentul de Chirurgie MGH și Centrul de Medicină regenerativă, autorul principal al documentului.

Mușchii și venele au fost cultivate din celule stem într-un laborator, iar venele transplantate la pacient au fost create din propriile sale celule. Folosirea materialului genetic propriu al pacientului reduce riscul de respingere a transplantului și elimină nevoia de medicamente imunosupresoare de-a lungul vieții. În cazul creșterii unui membru întreg apare problema complexității și a numeroaselor tipuri de țesut, subliniază Dr. Ott.

Acest lucru a fost rezolvat cu ajutorul unei tehnici deja utilizate pentru creșterea organelor în laborator: scoaterea celulelor dintr-un organ pentru a crea o matrice neutră. O matrice este țesutul care încorporează celulele specializate, iar o matrice neutră poate fi populată direct cu celule de la pacient. Această tehnică a fost folosită pentru a crea rinichi, ficați, inimi și chiar plămâni, deși doar pe modele animale în scopuri de cercetare. Aceasta cercetare marchează prima dată când a fost crescut un membru mai complex.

Am arătat că putem menține matricea tuturor acestor țesuturi în relațiile lor naturale reciproce, că putem crește întreaga structură pe perioade lungi de timp, și că putem repopula sistemul vascular și musculator.

Pentru a crea membrul, echipa a luat mai întâi un membru de la un șobolan decedat și l-au scufundat într-o soluție de detergent timp de o săptămână pentru a-l goli de material celular, păstrând matricile vasculare și nervoase în stadiul primar. Din materialul rămas s-a format baza structurală pentru noul material celular.

În timp ce membrul donator era golit, celule vasculare și musculare de la un al doilea șobolan au fost crescute într-o cultură separată.

Pentru a crea noul membru, matricea golită a fost plasată într-un container pentru procese chimice biologice cunoscut ca bioreactor. Celulele vasculare au fost injectate în artera principală a membrului, în timp ce celulele progenitoare musculare au fost injectate în învelișul matricei care definește poziția mușchilor. Celulele progenitoare pot forma unul sau mai multe tipuri de celule, și sunt la mijloc între celulele stem și celulele complet diferențiate. Bioreactorul a fost apoi umplut cu o soluție nutritivă pentru creșterea celulelor. După cinci zile, a fost aplicate stimulari electrice, ce ajută la formarea musculaturii.

După două săptămâni, membrul a fost scos din bioreactor, iar echipa a constatat că celulele vasculare și musculare populau corespunzător membrul. Când s-a aplicat stimularea mușchilor, aceștia s-au contractat la 80% din forța musculară a animalelor nou-născute. Celulele vasculare, transplantate în animale vii, au funcționat în mod normal.

O mână biologică artificială are un avantaj clar în fața unei proteze robotice, deoarece pacientul nu mai are nevoie să învețe cum să o controleze. Ar fi, de asemenea, liber de limitările unui membru robotic, cum prezintă incapacitatea de a evalua presiunea sau căldura.

Deși studiile clinice umane sunt la mare distanță, iar provocările transplantului de membre cu integrarea fără probleme în corpul gazdă sunt semnificative, succesul moderat al transplantului de mână indică faptul că tehnica are potențial.

În transplantul clinic al membrelor, nervii cresc înapoi în grefă, permițând atât mișcare cât și senzație, și am aflat că acest proces este în mare parte ghidat de matricea nervoasă din grefa.Sperăm ca activitatea viitoare să ne arate că același lucru se aplică în grefele bio-artificiale. Etapele suplimentare pentru următoarele studii vor fi replica succesul în regenerarea musculară cu celule umane și extinderea căre alte tipuri de țesuturi, ca osul, cartilajul și a țesutul conjunctiv. A declarat Dr. Ott.

Dacă doriți, mai jos aveți și un clip în care puteți vedea cum funcționează procesul de curățare al celulelor:

Surse și linkuri utile:

  1. Engineered composite tissue as a bioartificial limb graft
  2. Massachusetts General Hospital
  3. Harald Ott, MD
  4. Bioreactor
  5. Progenitor Cells
  6. Stem Cells
  7. Human Hand Trasnplant

Articol preluat și reeditat de pe: http://www.massgeneral.org | Sursă imagini: http://www.massgeneral.org | Sursă Video: Youtube