211service.com
Massproducerar konstruerade organ
Den bioartificiella njuren är ett av de mest lovande exemplen hittills på en biokonstruerad medicinteknisk produkt. Den innovativa, externa enheten för blod genom en patron med mänskliga njurceller. I tidiga kliniska prövningar visades det förbättra patientens överlevnad en månad efter behandling bättre än enbart dialys. Men forskare står nu inför en utmaning som kan vara lika stor som att designa själva enheten: att förvandla en framgångsrik akademisk uppfinning till en massproducerad medicinteknisk produkt.Frågan är, hur förvandlar man 100 donerade njurar till 100 000 enheter? säger David hummar , en internist vid University of Michigan, i Ann Arbor, och skaparen av enheten. Du måste isolera cellerna, expandera dem och se till att de inte har förlorat någon styrka under processen.
Till skillnad från småmolekylära läkemedel eller mekaniska enheter som pacemaker, beter sig celler på oförutsägbara sätt. Det gör det svårt att utveckla tillförlitliga metoder för att odla enorma mängder av en specifik celltyp. Experter säger att denna fråga visar sig vara ett allvarligt hinder för utvecklingen av cellbaserade behandlingar. Trots en enorm efterfrågan på ersättningsorgan har få företag lyckats producera vävnadskonstruerade terapier för marknaden. Och problemet kommer sannolikt att växa när fler företag försöker kommersialisera dessa terapier.
I USA har 400 000 personer kroniska njurproblem som kräver dialys varje vecka, och 120 000 drabbas av akut njursvikt, där njurfunktionen slås ut av gifter eller infektion. Dialys förlänger livet för dessa patienter, men det är inget botemedel: den förväntade livslängden för de flesta patienter är bara fem år.
Traditionell dialys filtrerar och kastar metaboliskt avfall från blodet och återför sedan renat blod till patienten. Humes konstgjorda njure, även känd som en njurhjälp, lägger till ett extra steg till denna process, och passerar blod och filtrat genom en patron med mänskliga njurceller. Humes teoretiserar att dessa celler utför några av njurens icke-renande funktioner, som att reglera inflammation och metaboliska processer, genom att utsöndra viktiga kemikalier i blodet.
För att göra bioartificiella njurar odlar forskare celler som skördats från donatornjurar som inte är lämpliga för transplantation och sätter sedan in dem i ett speciellt utvecklat filterrör. Eftersom den färdiga produkten innehåller levande celler behandlas den som ett organ för transplantation, som flygs till det mottagande sjukhuset med helikopter i ett temperaturkontrollerat fall. Humes grundade ett företag, nu känt som RenaMed , för att kommersialisera enheten, som ännu inte har godkänts av Food and Drug Administration.
Tidiga kliniska prövningar av enheten visar att den dramatiskt kan förbättra hälsan hos patienter med akut njursvikt. Enligt resultaten från en prövning som släpptes förra året visade patienter som behandlades med enheten en 70-procentig förbättrad överlevnadsgrad 28 dagar efter behandling. (Forskare vid RenaMed analyserar för närvarande interimsresultat från en efterföljande studie.)
De enheter som användes i dessa försök gjordes dock med en tillverkningsprocess som endast är lämplig för att odla små partier av celler. För att genomföra de större kliniska prövningarna som krävs för godkännande av FDA och för att förse behövande patienter om enheten godkänns, kommer RenaMed att behöva hitta ett sätt att tillverka och leverera enheten i mycket större skala.
När man odlar celler för terapier måste forskare skapa ett robust protokoll som tillförlitligt producerar målcellen, samt kvalitetskontrollåtgärder för att hålla processen på rätt spår. Människor i akademiska labb utvecklar tekniker baserade på sina egna gröna tummar vid bänken, säger Michael Lysaght , en vävnadsingenjör vid Brown University, i Providence, RI. Men det finns en helt annan kultur när det gäller att producera saker för FDA. Varje steg måste förstås och mycket väl dokumenterat och kunna utföras av vem som helst. Dessutom, säger han, är säkerhets- och reproducerbarhetstestningen som krävs av FDA mycket mer rigorös än den som behövs för kliniska pilotprövningar.
Både Humes och Lysaght liknar problemet med det som forskare som arbetade med rekombinanta proteiner, som humant insulin, stod inför för tjugo år sedan. Forskare kunde framgångsrikt tillverka proteinerna i labbet, men det tog flera år att ta reda på hur man kan skala upp den processen för bred medicinsk användning. Lysaght säger att han är säker på att detsamma kommer att gälla för vävnadskonstruerade produkter när folk inser omfattningen av problemet.
Om RenaMed kan klara hindret kan det kanske leda vägen för andra biotekniska enheter. Om det någonsin fanns ett ljushårigt barn inom vävnadsteknik så var det den här enheten, säger Lysaght. Alla hoppas att det ska bli en stor framgång.