logo

Пользовательского поиска

Sunday 27th of May 2018

Ученые создали трансплантабельную биоинженерную конечность

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Вести из лабораторий
Автор: Administrator   
06.06.2015 20:48

 

Введение суспензии мышечных клеток-предшественников в бесклеточный матрикс децеллюляризированной конечности крысы обеспечивает форму и структуру, на которой могут расти новые ткани.

Введение суспензии мышечных клеток-предшественников в бесклеточный матрикс децеллюляризированной конечности крысы обеспечивает форму и структуру, на которой могут расти новые ткани. (Фото: Bernhard Jank, MD, Ott Laboratory, Massachusetts General Hospital Center for Regenerative Medicine)


Экспериментальный метод, использованный для создания целых органов, может быть использован для получения сложных тканевых структур


Ученые Гарвардского института стволовых клеток (Harvard Stem Cell Institute, HSCI) сделали первые шаги в направлении создания биосинтетических конечностей, пригодных для трансплантации. В своей статье, опубликованной в журнале Biomaterials, исследователи описывают применение экспериментального подхода, ранее использованного для получения биосинтетических органов, для создания передних конечностей крыс с функциональными сосудистой и мышечной тканями. Кроме того, они представили доказательства возможности применения этого подхода к конечностям приматов.


«Сложная природа наших конечностей делает создание функциональной биологической замены особенно трудным», - объясняет ведущий автор статьи Харальд Отт (Harald Ott), MD, старший преподаватель HSCI в Массачусетской общей больнице (Massachusetts General Hospital). «Конечности состоят из мышц, костей, хрящей, кровеносных сосудов, сухожилий, связок и нервов. Все они должны быть восстановлены и требуют специфической поддерживающей структуры, называемой матриксом. Мы показали, что можно поддерживать матрикс всех этих тканей в их природных взаимосвязях друг с другом, культивировать всю эту конструкцию в течение длительных периодов времени и репопулировать сосудистую систему и мускулатуру».

Авторы отмечают, что в США численность людей, потерявших конечности, составляет более полутора миллионов, и, хотя протезные технологии значительно продвинулись вперед, эти устройства все еще имеют много недостатков с точки зрения как функциональности, так и внешнего вида. За последние два десятилетия довольно многим пациентам была проведена трансплантация донорских рук, но, хотя такая операция может значительно улучшить качество жизни, она подвергает реципиента риску пожизненного приема иммуносупрессоров. Клетки-предшественники, необходимые для регенерации всех составляющих конечность тканей, могут быть получены от самого потенциального реципиента, но при этом подходе не хватает матрикса, или подложки, на котором клетки могут образовывать соответствующие ткани.

В настоящем исследовании использован ранее разработанный доктором Оттом метод, в котором живые клетки удаляются из донорского органа раствором-детергентом, а оставшийся матрикс затем заселяется клетками-предшественниками, соответствующими конкретному органу. Его группа и другие исследователи из Массачусетской общей больницы и других центров применяют эту методику децеллюляризации для восстановления почек, печени, сердца и легких в животных моделях, но это первое опубликованное ее использование для создания более сложных тканей биосинтетических конечностей.

В данном случае процесс децеллюляризации, применяемый при изучении целых органов (перфузия кровеносных сосудов раствором-детергентом), был использован для удаления всего клеточного материала из удаленных передних конечностей умерщвленных крыс так, что в них сохранялся основной матрикс сосудов и нервов. После тщательного удаления клеточного мусора (этот процесс занимал неделю) оставался бесклеточный матрикс, обеспечивающий структуру всех составляющих конечность тканей. Одновременно в культуре выращивались клетки мышц и сосудов.

Затем матрикс передних конечностей культивировали в биореакторе, в котором для восстановления вен и артерий в основную артерию конечности вводились сосудистые клетки. Клетки-предшественники мышц вводились непосредственно в оболочки матрикса, определяющие положение каждой мышцы. Чтобы еще более активизировать формирование мышц, через пять дней от начала культивирования потенциальный трансплантат подвергался электростимуляции, и через две недели трансплантаты извлекались из биореактора. Анализ биосинтетических конечностей подтвердил присутствие сосудистых клеток вдоль стенок кровеносных сосудов и мышечных клеток, выровненных в волокна по всему мышечному матриксу.

Функциональное тестирование изолированных конечностей показало, что электрическая стимуляция мышечных волокон заставляет их сокращаться с силой, равной 80 процентам силы, свойственной новорожденным животным. Сосудистая система биоинженерных передних конечностей, трансплантированных животным-реципиентам, быстро наполнялась кровью, которая продолжала циркулировать, а электрическая стимуляция мышц пересаженных трансплантатов сгибала лапы в запястье и суставы пальцев животных. Кроме того, чтобы подтвердить целесообразность использования этого подхода в масштабе, который потребуется для больных людей, исследователи успешно децеллюляризировали предплечья бабуинов.

Доктор Отт отмечает, что, в то время как одной из ближайших задач, которую придется решать, является восстановлении нервов в трансплантате и реинтеграция их в нервную систему реципиента, опыт пациентов, перенесших трансплантацию рук, вселяет надежду.

«При клинической трансплантации конечностей нервы прорастают в трансплантат, делая возможным как движения, так и чувствительность, и мы узнали, что этот процесс в значительной степени управляется нервным матриксом трансплантата. В будущем мы надеемся показать, что это будет свойственно и биосинтетическим трансплантатам. Дополнительными следующими шагами будут воспроизведение нашего успеха на восстановлении мышц человеческими клетками и переход к другим типам тканей, таким как кость, хрящ и соединительная ткань».

 

 

По материалам

Researchers Develop a Transplantable Bioengineered Forelimb

 

Оригинальная статья:

Bernhard J. Jank, Linjie Xiong, Philipp T. Moser, Jacques P. Guyette, Xi Ren, Curtis L. Cetrulo, David A. Leonard, Leopoldo Fernandez, Shawn P. Fagan, Harald C. Ott. Engineered composite tissue as a bioartificial limb graft

 

© «Ученые создали трансплантабельную биоинженерную конечность». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на страницу Вести из лабораторий. Письменное разрешение обязательно.

 

 

Related Articles:
 
OZON.ru

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday667
mod_vvisit_counterYesterday851
mod_vvisit_counterThis week667
mod_vvisit_counterLast week4585
mod_vvisit_counterThis month17742
mod_vvisit_counterLast month17905
mod_vvisit_counterAll days4001124

We have: 49 guests, 3 bots online
Your IP: 54.158.194.80
 , 
Today: Май 27, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.