Впервые исследователи создали легкие в лаборатории и успешно пересадили их в свиней.
Эти биоинженерные легкие, описанных онлайн 1 августа в науке поступательной медицины, развитые здоровые кровеносные сосуды, что позволило свиньям, жить в течение нескольких недель после операции без осложнений. Это значительное улучшение по сравнению с предыдущими усилиями: Лабораторные легкие, имплантировать грызунам, не удалось в течение нескольких часов, прежде чем легкие могли бы разработать сложную сеть кровеносных сосудов, необходимую для длительного выживания.
Если новая процедура может быть адаптирована для человека, с биоинженерными легкими, выращенными из собственных клеток пациента, это может уменьшить риск отторжения органов и сократить время ожидания для трансплантации органов. В Соединенных Штатах, где около 1500 человек в настоящее время находятся на листе ожидания на пересадку легких, в среднем надо ждать несколько месяцев.
"Это исследование действительно выводит всю область исследований на новый уровень", - говорит Си "Чарли" Рен, инженер-биомедицин в университете Карнеги-Меллон в Питтсбурге, не участвующий в работе.
Для исследования иммунолог Джоан Николс из Техасского медицинского отделения университета в Галвестоне и коллеги построили легкие для четырех свиней, сначала используя сахарную и моющую смесь для удаления клеток из легких донорских свиней. Это оставило стерилизованные, жемчужно-белые, легкие-образные скаффолды, сделанные из межклеточных белков. (У людей исследователи предполагают использование донорских органов или трехмерной печати, изготовленной в соответствии с лесами легких. Затем исследователи повторно заселили каждую леску клетками кровеносных сосудов и легочной ткани от свиньи, которой суждено получить этот орган.
Каждое искусственное легкое росло в течение 30 дней в резервуаре биореактора, наполненном питательными коктейлями, которые помогали клеткам прилипать к леске и размножаться в правильных местах. Затем исследователи заменили левое легкое каждой свиньи биоинженерной версией.
После операции команда Николса позволила одной свинье продержаться 10 часов, другой-две недели, третий-месяц, а четвертый-два месяца. При смерти каждой свиньи исследователи сделали вскрытие животного, чтобы увидеть, как новые легкие со временем интегрируются в тела свиней. Никто из животных не получал иммунодепрессантов, ни одна из трансплантатов не была отвергнута. Внутри тела свиньи, биоинженерные кровеносные сосуды легких подключены к естественной кровеносной системы животного, обеспечивая орган с кислородом и питательными веществами, чтобы выжить.
Послеоперационное восстановление животных было "довольно удивительным", - говорит Рен. Свинья, которая жила два месяца после операции, не испытывала никаких проблем с дыханием, и ее пересадка легких была колонизирована бактериями, которые населяют нормальные легкие свиньи-признаки того, что ткань развивалась нормально и хорошо интегрировалась в тело.
Но эти выращенные в лаборатории легкие не совсем готовы к премьере, говорит Лаура Никласон, инженер-биомедицин в Йельском университете, не участвующий в работе. В то время как биоинженерные легкие связаны с кровеносной системой свиней, органы не были связаны с легочными артериями животных, которые несут низкоокислородную кровь для пополнения легких кислородом от воздуха. Это оставило свиней полагаться на их естественные правые легкие для воздуха после операции.
” Следующим шагом является подсоединение органа к легочной артерии", чтобы гарантировать, что биоинженерные легкие получают кислород в кровь, а также в обычные легкие, - говорит Никласон.
