211service.com
En bättre konstgjord hud
En patients hudceller, genetiskt modifierade och odlade i ett provrör, kan ge nästa generation av konstgjord hud. Som ett första steg i att skapa sådan ersättningshud har forskare i Cincinnati konstruerat bakterieresistenta hudceller i labbet och testar dem nu på djur. I slutändan hoppas de kunna producera en typ av konstgjord hud som kan svettas, sola och bekämpa infektioner.
Genetiskt modifierade hudceller kan hjälpa till att skydda odlade hudersättningar från infektion. Här visas celler som modifierats genetiskt för att producera högre nivåer av ett protein som kallas humant beta-defensin 4 i grönt.
Vi använder genetisk modifiering för att försöka få den odlade huden att bete sig mer som normal hud, säger Dorothy Supp, en forskare vid Cincinnati Shriners Hospital for Children som ledde projektet.
Huden håller oss återfuktade, kyler oss med svett och bildar en blockad mot främmande bakterier. Utan hudens skyddande hölje drabbas offer för allvarliga brännskador av allvarlig uttorkning och är känsliga för livshotande bakterieinfektioner. Implantat av frisk hud på de skadade områdena kan hjälpa, men personer med stora brännskador har ofta inte tillräckligt med frisk hud för att transplantera.
Under det senaste decenniet har konstgjorda hudprodukter – gjorda av byggnadsställningar av kollagen, molekylen som ger huden dess struktur och elasticitet – drastiskt förbättrat brännskadors chanser att överleva. Stora ark av det flexibla nätet placerade över öppna sår uppmuntrar tillväxt av ny dermis, det nedre hudlagret, som inte regenereras under normala omständigheter. Kirurger kan sedan transplantera små bitar av patientens epidermis, det översta hudlagret, som växer och sprider sig över den nyväxta dermis.
På senare tid har forskare börjat så kollagenställningarna med hudceller för att hjälpa huden att växa: i stället för att transplantera epidermis på nyvuxen hud, odlar forskare epidermisceller på kollagenställningen och transplanterar sedan hela arket. I en experimentell metod utvecklad av Steven Boyce från University of Cincinnati, biopsieras en patients egna hudceller och odlas sedan i kultur. Cellerna fäster vid en kollagenställning, bildar en hudliknande struktur och genererar ark som är upp till 100 gånger så stora som den ursprungliga biopsien.
Ett av de återstående stora problemen med konstgjord hud är dess sårbarhetsinfektion. Det kan ta en eller två veckor för blodkärlen, som bär immunsystemets infektionsbekämpande maskineri, att ansluta till den nyligen växande dermis. Utan blodkärl kan bakterier växa och orsaka infektion, och kan förstöra transplantatet och öppna såret igen, säger Ioannis Yannas, en bioingenjör och materialvetare vid MIT som hjälpte till att utveckla den första konstgjorda hudprodukten. För närvarande måste läkare ständigt linda in sår med antibakteriella bandage.
Så Supp och kollegor genetiskt modifierade hudceller för att producera högre nivåer av ett antibakteriellt protein. I en tidning publicerad i det aktuella numret av Journal of Burn Care and Research , Supp visade att dessa hudceller, när de odlades i ett provrör, kunde döda mer av en specifik sort av bakterier än vanliga hudceller.
Supp varnar för att de konstruerade cellerna fortfarande är långt från klinisk användning. Det verkliga testet av de bakteriebekämpande egenskaperna kommer i den komplexa miljön av ett riktigt sår, som är full av många olika typer av bakterier. Forskarna planerar nu experiment i djurmodeller.
Helst vill Supp skapa ännu bättre odlad hud, med celler som kan växa de molekylära strukturer som krävs för att producera svett, hår och pigment. Om vi kan börja med två celltyper och lägga till en eller två gener åt gången och få de här strukturerna att utvecklas skulle det vara väldigt spännande, säger hon.