Wyhodowane w laboratorium płuca przeszczepione świniom

Po raz pierwszy wyhodowane w laboratorium płuca zostały z sukcesem przeszczepione świniom. Badania zespołu naukowców z University of Texas Medical Branch w Galveston (UTMB) zostały opublikowane w czasopiśmie Science Translational Medicine.

 

Płuca zostały wyhodowane za pomocą technik bioinżynieryjnych. Za rusztowanie posłużyły płuca pobrane od świń, których pozbawiono komórek za pomocą mieszaniny cukru i detergentów. W rezultacie otrzymano białe rusztowanie w kształcie płuc zbudowane z białek międzykomórkowych. Następnie naukowcy zasiedlili rusztowanie komórkami płucnymi oraz tworzącymi naczynia krwionośne pobranymi od świń, które miały później otrzymać przeszczep. Każde płuco przez 30 dni rosło w zbiorniku bogatym w substancje odżywcze. Gotowe organy zostały następnie przeszczepione czterem dorosłym świniom, zastępując ich lewe płuco.

 

Każde ze zwierząt przeżyło operację. Przeszczepione płuca rozwinęły sieć naczyń krwionośnych, które zintegrowały się z układem krążenia biorcy, co umożliwiło przeżycie nawet dwóch miesięcy. Żadne zwierzę nie odrzuciło przeszczepu, chociaż badacze nie podawali im leków immunosupresyjnych. Świnia, która przeżyła najdłużej (dwa miesiące) nie wykazywała żadnych trudności w oddychaniu, a przeszczepione płuco szybko zostało skolonizowane przez florę bakteryjną, która zamieszkuje zdrowe płuca, co oznacza, że sztuczny organ rozwijał się prawidłowo i zintegrował się z organizmem zwierzęcia. Jednak mimo tego, że naczynia krwionośne w przeszczepionych płucach włączyły się do układu krążenia biorcy, sztuczne płuco nie było połączone z pniem płucnym zwierzęcia, który wyprowadza krew odtlenowaną z serca do płuc, gdzie do krwi przenika tlen obecny we wdychanym powietrzu. W konsekwencji zwierzęta w wymianie gazowej zmuszone były polegać na swoich naturalnych prawych płucach.

 

Naukowcy chcą dalej kontynuować badania. Ich kolejnym celem jest połączenie naczyń krwionośnych obecnych w sztucznych płucach z pniem płucnym biorcy. Jeśli to im się uda, w przyszłości możliwe będzie zastosowanie tej metody u ludzi. W tym wypadku rusztowaniem dla komórek pobranych od biorcy przeszczepu byłyby organy pobrane od dawców lub rusztowanie wydrukowane w technologii druku przestrzennego.

 

- Naszym ostatecznym celem jest dostarczenie nowych opcji dla wielu osób oczekujących na przeszczep. Jesteśmy w stanie pobrać komórki macierzyste od konkretnej osoby i wyhodować na ich podstawie narząd, który będzie ich narządem, tkanka będzie dopasowana do tej właśnie osoby, a narząd będzie funkcjonował tak, jak pierwotnie robiło to ich własne płuco i to bez konieczności tłumienia odpowiedzi układu immunologicznego – mówi Joan Nicholas z UTMB

 

Zastosowanie tej metody leczenia chorób płuc zwiększyłoby szansę na przyjęcie przeszczepu, ponieważ komórki tworzące płuca pochodziłyby od samego biorcy. Znacznie skróciłoby to też czas oczekiwania na przeszczep, którego wielu pacjentów nie jest w stanie doczekać.

 

- Za 5-10 lat bioinżynieryjny narząd zostanie przeszczepiony człowiekowi. Takie płuca mogą być wykonane w dowolnym momencie, więc osoba nie będzie musiała czekać, aż organ będzie dla niej dostępny – dodaje Joaquin Cortiella.