211service.com
Naujų širdžių auginimas iš senų
Minesotos universiteto mokslininkai žengė didelį žingsnį kurdami pakaitinius organus su recipientų ląstelėmis. Atlikdami eksperimentus su žiurkėmis ir kiaulėmis, tyrėjai atėmė iš donorų širdis, kad sukurtų pastolius, ant kurių buvo auginamos recipientų ląstelės. Tikimasi, kad panašus metodas kada nors gali būti naudingas pacientams, sergantiems paskutinės stadijos širdies liga. Teoriškai šios naujos širdys gali pasirodyti geresnės nei tradicinės donorų širdys, nes jos mažiau linkusios sukelti imuninį atsaką.
Tuščia širdis: Tyrėjai sukūrė naujas širdis, kaip pastolius naudodami išląstelėjusias žiurkių ir kiaulių širdis. Šioje serijoje širdis su ląstelėmis (viršuje) tampa karkasu, nuplėštu nuo ląstelių (apačioje).
Tai įžūlus, drąsus, jaudinantis kūrinys, sako Bičiulis Ratneris , Vašingtono universiteto bioinžinerijos ir chemijos inžinerijos profesorius, kuris tyrime nedalyvavo. Vis dėlto išlieka didelių kliūčių, kol šis metodas gali būti taikomas žmonėms.
Tai tik pirmasis koncepcijos įrodymas, parodantis, kad nėra visiškai beprotiška bandyti pašalinti visos širdies ląsteles ir iš naujo apgyvendinti ją naujomis ląstelėmis. Doris Taylor , Minesotos universiteto Širdies ir kraujagyslių sistemos taisymo centro direktorius. Jos komandos darbas buvo paskelbtas vakar Gamtos medicina prisijungęs.
Siekdama sukurti beląstelinius pastolius, Taylor ir jos komanda perfuzavo žiurkių širdis plovikliais. Kai ląstelės buvo pašalintos, išliko sudėtinga baltos tarpląstelinės matricos architektūra. Širdies ertmių anatomija, kaip ir vožtuvai bei kraujagyslės, atrodė nepažeista, sako Taylor.
Multimedija
Stebėkite, kaip Doris Taylor ir jos komanda kuria naujas širdis.
Tyrėjai persėjo pastolius širdies ir endotelio ląstelėmis, paimtomis iš žiurkių. Tada jie įdėjo šias konstrukcijas į bioreaktorius, kurie imitavo kraujospūdį, elektrinę stimuliaciją ir kitus širdies fiziologijos aspektus. Norėjome su ląstelėmis elgtis taip, lyg jos būtų širdyje, ir pažiūrėti, ar jos elgiasi atitinkamai, sako Taylor. Po keturių dienų ląstelės širdyse pradėjo trauktis. Remiantis straipsniu, po aštuonių dienų širdis galėjo pumpuoti maždaug 2 procentus suaugusios žiurkės širdies jėgos.
Tai yra pagrindinis biomimetinis požiūris į širdies audinių inžineriją, sako Gordana Vunjak-Novakovic , Kolumbijos universiteto biomedicinos inžinerijos profesorius. Ji sako, kad išląstelėjusi visos širdies matrica yra praktiškai idealus karkasas, nes išsaugo didžiąją dalį širdies sudėties, struktūros ir mechaninių savybių.
Teoriškai, jei širdis taip būtų galima pagaminti žmonėms, jos galėtų pasiūlyti alternatyvą tradicinėms donorų širdims. Teoriškai pacientams nereikėtų vartoti imunosupresantų, nes naujos konstrukcijos būtų sukurtos iš savo ląstelių.
Vis dėlto šiam metodui reikės lavoninės širdies (arba galbūt kiaulės širdies), iš kurios būtų galima pagaminti pastolius. Norint sukurti širdį, vis tiek reikia širdies, o šiuo metu negalime tausoti širdžių, sako Ratneris.
Kitas iššūkis būtų užtikrinti tinkamas žmogaus ląsteles – pakankamą kiekį, kad pastoliai būtų iš naujo apgyvendinti. Suaugusiųjų širdies ir raumenų ląstelės arba kardiomioktai nesidaugina, sako Vunjak-Novakovic. Šios ląstelės taip pat negali būti pagamintos iš lengvai prieinamų šaltinių, tokių kaip suaugusiųjų ląstelės, gautos iš kaulų čiulpų. Rezidentinės kamieninės ląstelės yra galimas šaltinis, tačiau jų nėra daug. Embrioninės kamieninės ląstelės taip pat yra galimybė, tačiau jos turi būti nukreiptos diferencijuoti į norimą audinį ir pritaikyti, kad pacientai jas priimtų.
Papildomi iššūkiai, kurie gali pasirodyti sunkesni didesnėms žmonių širdims, apima pastolių pakrovimą reikiamu ląstelių skaičiumi, ląsteles išlaikyti pakankamai maistinių medžiagų ir deguonies bei tinkamai subręsti.
Taip pat gali būti sunku sukurti ilgą laiką elektrai stabilią širdį Richardas Lee , kardiologas Brigham ir moterų ligoninėje Bostone ir Harvardo medicinos mokyklos profesorius.
Be to, širdis turėtų ilgą laiką egzistuoti in vivo nesukeldama kraujo krešulių ar insulto. Reikia nueiti ilgą kelią, kol iš tikrųjų pajusite, kad tai jau laukia pacientų gydymo horizontas, sako Lee.
Pastaraisiais metais labai išaugo širdies audinių inžinerijos tyrimai. Daugelis grupių dabar naudoja ląsteles kartu su įvairiomis pastolių medžiagomis, siekdamos atkurti kraujagyslių arba širdies audinių struktūrą.
Nors Taylor įsivaizduojama širdis gali būti alternatyva transplantacijai kai kuriems pacientams, sergantiems paskutinės stadijos širdies liga ar staziniu širdies nepakankamumu, kiti darbai yra skirti lokalizuotų pažeidimų, pvz., miokardo infarkto ar širdies priepuolio sukeltų pažeidimų, atkūrimui.
Pavyzdžiui, šiuo metu kelios grupės dirba su širdies lopais, kurie yra inžinerinių audinių juostos, kurias galima chirurginiu būdu uždėti ant pažeistos širdies vietos, kad būtų atkurta jos funkcija.
Tyrėjai, dirbantys su širdies pleistrais, susiduria su kai kuriais tais pačiais iššūkiais, kuriuos susiduria Taylor grupė: užtikrinti tinkamas ląsteles, auginti jas ant pastolių ir sėkmingai integruoti į kūną, sako Vunjak-Novakovic. Jos grupė kuria pleistrus, naudodama suaugusio žmogaus kamienines ląsteles ir žmogaus embrionines kamienines ląsteles, siekdama revaskuliarizuoti ir atkurti širdies struktūrą vietoje, kuri buvo pažeista dėl širdies priepuolio. Širdies pleistrai parodė tam tikrą pažadą atliekant tyrimus su gyvūnais, tačiau jie dar turi būti išbandyti su žmonėmis.
Taylor teigia, kad jos komandos deląstelinės širdies technologija taip pat gali būti naudojama kuriant širdies dalį, pavyzdžiui, sienelę ar skilvelį, arba audinio dalį, kuri galėtų būti naudojama kaip pleistras.
Kitas būdas yra švirkšti ląsteles į pažeistas širdies sritis, tikintis atstatyti arba atkurti širdies audinį ir kraujagysles. Lee sako, kad kaulų čiulpų ląstelių injekcija į širdies arterijas parodė tam tikrą sėkmę gerinant išstūmimo frakciją (kiekvienu dūžiu išstumiamo kraujo procentą) ir kitus širdies funkcijos rodiklius klinikinių žmonių tyrimų metu.
Atsižvelgiant į didžiulį pacientų, kuriems reikia naujų galimybių, skaičių, priduria Lee, viskas turėtų būti ant stalo. Negalime atsisakyti bet kokio požiūrio, kad ir koks laukinis ar neįtikėtinas būtų, kol nesulauksime geresnio gydymo šiems žmonėms.