Неоорган
В тканевой инженерии неоорган — это окончательная структура процедуры, основанной на трансплантации, состоящей из эндогенных стволовых клеток/ клеток-предшественников, выращенных ex vivo в заранее разработанных матриксных каркасах. [ 1 ] Текущее донорство органов сталкивается с проблемами пациентов, ожидающих подбора органа, и возможным риском отторжения органа организмом пациента. Неоорганы исследуются как решение проблем, связанных с донорством органов. [ 1 ] Подходящие методы создания неоорганов все еще находятся в стадии разработки. Одним из экспериментальных методов является использование стволовых клеток взрослых , при которых собственные стволовые клетки пациентов используются для донорства органов. [ 2 ] В настоящее время этот метод можно комбинировать с децеллюляризацией , при которой донорский орган используется в качестве структурной поддержки, но из органа удаляются донорские клетки. [ 3 ] Аналогичным образом, концепция трехмерной биопечати органов продемонстрировала экспериментальный успех в печати слоев биочернил , имитирующих слой тканей органа. [ 4 ] Однако эти биочернила не обеспечивают структурную поддержку, как донорский орган. [ 4 ] Современные методы клинически успешных неоорганов используют комбинацию децеллюляризированных донорских органов вместе со взрослыми стволовыми клетками реципиента органа, чтобы учесть как структурную поддержку донорского органа, так и персонализацию органа для каждого отдельного пациента, чтобы уменьшить вероятность отказа . [ 2 ]
Фон
[ редактировать ]
Слово неоорган происходит от греческого слова «неос», что означает «новый». Трансплантация органов успешно применяется в медицинских целях с 1954 года. [ 5 ] Трудность традиционного процесса трансплантации органов заключается в том, что он требует ожидания жизнеспособного донора, который пожертвует орган. Процесс подбора органа, чтобы убедиться, что он совместим с пациентом, также оказался сложным. Есть две основные проблемы: найти подходящего кандидата для пациента и не допустить отторжения пациентом органа, даже если он совпадает. Неоорганы можно использовать, чтобы избежать процесса подбора и донорства органов.
Методы создания неоорганов
[ редактировать ]Проводятся исследования методов создания неоорганов, включая три метода, такие как использование взрослых стволовых клеток, децеллюляризация и 3-D биопечать:
Взрослые стволовые клетки
[ редактировать ]Одним из наиболее изученных методов является использование собственных клеток пациента для создания нового органа ex-vivo. [ 6 ] В частности, исследователи решили сосредоточиться на взрослых стволовых клетках или соматических стволовых клетках для создания новых клеток органов для создания органов. Достигнуты успехи в производстве и использовании некоторых органов. Первый орган на основе стволовых клеток — трансплантат трахеи — был успешно пересажен в 2008 году. [ 2 ] Способ включает получение донорского органа, удаление клеток и антигенов MHC из донорского органа и колонизацию его стволовыми клетками, полученными от пациента. [ 7 ] Этот метод не позволяет создать целый орган из стволовых клеток, и для этого все равно требуется донор, который предоставит децеллюляризованный трансплантат. [ 2 ] Однако первая операция, проведенная с помощью этого метода, прошла успешно, и с тех пор у пациента не наблюдалось никаких признаков отторжения. [ 2 ] В настоящее время споры по поводу этого метода заключаются в том, использовался ли децеллюляризированный трансплантат только для придания формы органу или же он давал преимущества от того, что был донорским трансплантатом. В настоящее время проводятся исследования, направленные на поиск способов использования взрослых стволовых клеток для неоорганов без использования децеллюляризированных донорских органов для структурной поддержки.
Децеллюляризация
[ редактировать ]
Исследователи начали уделять внимание децеллюляризации при трансплантации органов, поскольку она практически сводит вероятность отторжения к нулю. [ 3 ] Этот процесс был использован при первой успешной трансплантации органов на основе стволовых клеток путем удаления клеток и антигенов MHC из донорского органа. [ 7 ] Существуют различные способы удаления клеток из органа, которые могут включать физические, химические и ферментативные методы лечения . Этот метод особенно полезен при попытке создать нео-сердце, поскольку сердце необходимо создать таким образом, чтобы структура сохранилась. [ 3 ] Поскольку используемые стволовые клетки в настоящее время не способны сохранять форму, исследователи начали больше изучать децеллюляризацию существующих органов, чтобы иметь возможность выполнять успешные процедуры трансплантации без проблемы отторжения. [ 3 ] Хотя этот метод может помочь решить проблему отторжения, доноры по-прежнему необходимы для предоставления этой структуры пациентам.
3-D биопечать
[ редактировать ]Считается , что процесс создания трехмерного органа из стволовых клеток невозможен без структурной поддержки донорского органа. [ 3 ] Тем не менее, проводятся новые исследования, в которых обсуждаются исследования процесса трехмерной биопечати органов. Процесс 3D-биопечати включает в себя объединение клеток и факторов роста для создания биочернил , а затем использование этих биочернил для печати отдельных слоев ткани. [ 4 ] Проводятся исследования, чтобы найти способы использования биочернил для печати органов, которые имеют такую же структурную поддержку, как и донорские органы, без необходимости в донорах. [ 3 ] Хотя в настоящее время не было экспериментальных успехов в печати структурных органов, был успех в использовании биочернил для печати слоев тканей . [ 4 ] Метод создания васкуляризированных костных эквивалентов на основе желатина оказался успешным в мелкомасштабном эксперименте, но он не использовался клинически. [ 4 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Лангер, Р; Ваканти, Дж. (1993). «Тканевая инженерия». Наука . 260 (5110): 920–6. Бибкод : 1993Sci...260..920L . дои : 10.1126/science.8493529 . ПМИД 8493529 .
- ^ Jump up to: а б с д и Холландер, Энтони; Маккиарини, Паоло; Гордин, Берт; Бирчалл, Мартин (01 марта 2009 г.). «Первая тканеинженерная замена органов на основе стволовых клеток: значение для регенеративной медицины и общества» . Регенеративная медицина . 4 (2): 147–148. дои : 10.2217/17460751.4.2.147 . ISSN 1746-0751 . ПМИД 19317632 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Тапиас, Луис Ф.; Отт, Харальд К. (апрель 2014 г.). «Децеллюляризированные каркасы как платформа для биоинженерных органов» . Современное мнение о трансплантации органов . 19 (2): 145–152. doi : 10.1097/MOT.0000000000000051 . ISSN 1087-2418 . ПМЦ 4568185 . ПМИД 24480969 .
- ^ Jump up to: а б с д и Лейхт, А.; Фольц, А.-К.; Рогал, Дж.; Борчерс, К.; Клюгер, П.Дж. (24 марта 2020 г.). «Усовершенствованные биочернила васкуляризации на основе желатина для экструзионной биопечати васкуляризированных костных эквивалентов» . Научные отчеты . 10 (1): 5330. Бибкод : 2020NatSR..10.5330L . doi : 10.1038/s41598-020-62166-w . ISSN 2045-2322 . ПМК 7093518 . ПМИД 32210309 .
- ^ «История донорства и трансплантации органов» . УНОС . Проверено 17 ноября 2021 г.
- ^ Бертрам, Тимоти А. (2008). «Регуляция, производство и распространение неоорганов» . Журнал ФАСЭБ . 22 (С1): 389,4. дои : 10.1096/fasebj.22.1_supplement.389.4 . ISSN 1530-6860 . S2CID 83207004 .
- ^ Jump up to: а б Маккиарини, Паоло; Юнгеблут, Филипп; Иди, Тецухико; Аснаги, М. Аделаида; Рис, Луиза Э; Коган, Тристан А; Додсон, Аманда; Марторелл, Джеймс; Беллини, Сильвия; Парниготто, Пирс Паоло; Дикинсон, Салли С. (декабрь 2008 г.). «Клиническая трансплантация тканеинженерных воздуховодов» . Ланцет . 372 (9655): 2023–2030 гг. дои : 10.1016/s0140-6736(08) 61598-6 ISSN 0140-6736 . ПМИД 19022496 . S2CID 13153058 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Джайо, Мануэль Дж; Джайн, Дипак; Ладлоу, Джон В.; Пейн, Ричард; Вагнер, Белинда Дж; МакЛори, Гордон; Бертрам, Тимоти А. (2008). «Долгосрочная долговечность, регенерация тканей и рост новых органов во время созревания скелета с помощью конструкции для увеличения мочевого пузыря». Регенеративная медицина . 3 (5): 671–82. дои : 10.2217/17460751.3.5.671 . ПМИД 18729792 .
- Пунцон, И.; Криадо, LM; Серрано, А; Серрано, Ф; Бернад, А (2004). «Высокоэффективный лентивирусно-опосредованный трансгенез человеческих цитокинов на фоне NOD/scid» . Кровь . 103 (2): 580–2. дои : 10.1182/кровь-2003-07-2298 . ПМИД 14512303 .
- Санхаджи, К; Грейв, Л; Турен, JL; Лейсснер, П; Рузиу, К; Фирузи, Р; Керли, Л; Тарди, Джей Си; Мехтали, М (2000). «Перенос генов антитела против gp41 и иммуноадгезина CD4 значительно снижает нагрузку ВИЧ-1 у гуманизированных мышей с тяжелым комбинированным иммунодефицитом» . СПИД . 14 (18): 2813–22. дои : 10.1097/00002030-200012220-00002 . ПМИД 11153662 . S2CID 22496582 .
- Йоу, Джей; Атала, А (1997). «Новая система доставки генов с использованием неоорганов, созданных из уротелиальной ткани». Журнал урологии . 158 (3, часть 2): 1066–70. дои : 10.1016/S0022-5347(01)64390-8 . ПМИД 9258143 .
- Розенталь, FM; Кёлер, Г. (1997). «Коллаген как матрица для формирования неоорганов трансфицированными генами фибробластами». Противораковые исследования . 17 (2А): 1179–86. ПМИД 9137468 .
- Мюлье, Филипп; Марешаль, Валери; Данос, Оливье; Слышал, Жан Мишель (1993). «Непрерывная системная секреция лизосомального фермента генетически модифицированными фибробластами кожи мыши» . Трансплантация . 56 (2): 427–32. дои : 10.1097/00007890-199308000-00034 . ПМИД 8356601 . S2CID 25676655 .