211service.com
Första helsyntetiska organtransplantationen räddar cancerpatienter
Kirurger i Sverige har framgångsrikt transplanterat ett helsyntetiskt, vävnadskonstruerat organ – en luftstrupe – till en man med trakealcancer i sent skede. Den syntetiska luftstrupen skapades helt och hållet i labbet, med hjälp av en ställning byggd av en porös polymer och vävnad odlad från patientens egna stamceller inuti en bioreaktor utformad för att skydda organet och främja celltillväxt.
Allt nytt: Den konstgjorda luftstrupen efter två dagars celltillväxt, och precis innan den implanteras i patienten.
Operationen utfördes förra månaden av Paolo Macchiarini kl Karolinska Universitetssjukhuset i Huddinge, Stockholm. Patienten har nu återhämtat sig helt och kommer att skrivas ut från sjukhuset idag.
Ställningen för luftstrupen byggdes av ett team under ledning av Alexander Seifalian , professor i nanoteknologi och regenerativ medicin vid University College London. Vävnad odlades ovanpå ställningen från patientens egna stamceller med hjälp av InBreath-bioreaktorn från Harvard Bioscience. Ställningen såddes med en lösning av stamceller tagna från patientens benmärg och hölls varm och steril när ställningen roterade inuti bioreaktorn medan cellerna växte till vävnader. Hela processen tog ungefär två veckor.
Transplantationen är ett viktigt ögonblick för regenerativ medicin, säger Arnold Kriegstein , chef för det breda centret för regenereringsmedicin och stamcellsforskning vid University of California, San Francisco. Att hitta sätt för stamceller att användas för att konstruera reservdelar är precis vad regenerativ medicin lovar, säger Kriegstein.
Kriegstein noterar dock att en luftstrupe är relativt lågt hängande frukt eftersom det i första hand är ett mekaniskt organ - en ledning för luft. Att bygga något så komplext som en lunga eller en njure skulle vara mycket mer utmanande, säger han.
Konstgjorda organ skulle vara överlägsna vanliga donatororgan på flera sätt. De kan göras på beställning snabbare än ett donatororgan ofta kan hittas; Eftersom de odlas från en patients egna celler, behöver de inte heller farliga immunsuppressiva läkemedel för att förhindra avstötning.
Ersättningsorgan har odlats och implanterats tidigare, med hjälp av en patients celler och ett donatororgan som tagits bort från dess vävnad, med det kvarvarande brosket för att fungera som en ställning för vävnadstillväxt. År 2006 implanterade ett team vid McGowan Institute for Regenerative Medicine i Pittsburgh framgångsrikt labbodlade blåsor hos barn med ryggmärgsbråck. Syntetiska ställningar hade skapats tidigare, men de hade inte använts för att ersätta ett mänskligt organ.
För att konstruera luftstrupen använde Seifalian och hans team en polymer med miljontals små hål för att ge platser för patientens stamceller att slå rot.
Först skapade Seifalian och hans team en glasform av patientens luftstrupe från CT-skanningar av patienten. Sedan skar de remsor av en polymer och lindade dem runt modellen för att skapa broskringarna som ger strukturell styrka till luftstrupen. Och de doppade modellen i en flytande version av samma polymer, som hade blandats med salt. Slutligen tvättade de det hela i en lösning som löste upp salterna och fick den flytande polymeren att stelna till en svampig form som liknar en organisk luftstrupe.
När luftrörsställningen väl byggts odlades levande vävnad ovanpå den med hjälp av Harvard Biosciences InBreath-bioreaktor – en anordning i skokartong där luftstrupen monterades ungefär på samma sätt som man skulle montera en kyckling på grillen, säger David Green, president av Harvard Bioscience . En lösning av stamceller från patientens benmärg hälldes på den syntetiska luftstrupen och ställningen roterades medan den hölls steril och varm. Lösningen inkluderade kemikalier som var avsedda att få cellerna att differentiera till de typer av celler som finns i en luftstrupe. Det tog ungefär två dagar för vävnader att bildas.
Byggandet av ställningar bromsades av att detta var ett första försök, förklarar Seifalian. I framtiden, säger han, kan de bygga en komplett ställning från datortomografi på två dagar.