Bioartay yurak - Bioartificial heart

A bioartay yurak muhandislik yurak o'z ichiga olgan hujayradan tashqari tuzilish a dekellularizatsiya qilingan boshqa manbadan olingan yurak va uyali komponentlar. Bunday qalblar terapiya va tadqiqotlar uchun alohida qiziqish uyg'otadi yurak kasalligi. Birinchi bioartay qalblar 2008 yilda kadavr kalamush yuraklari yordamida yaratilgan.[1][2][3] 2014 yilda inson o'lchamidagi bioart sun'iy cho'chqa yuraklari qurildi.[4] Bioartetik yuraklar hali klinik foydalanish uchun ishlab chiqilmagan, ammo cho'chqa yuraklarining inson hujayralari bilan qayta tiklanishi eshikni ochadi ksenotransplantatsiya.[4][5]

Fon

Yurak etishmovchiligi o'limning asosiy sabablaridan biridir. 2013 yilda jami 54 million o'limdan yiliga 17,3 million o'lim yurak-qon tomir kasalliklari tufayli kelib chiqqan deb taxmin qilinmoqda, ya'ni dunyodagi umumiy o'limning 31,5 foizi shu tufayli kelib chiqqan.[6] Ko'pincha yurak etishmovchiligining so'nggi bosqichida davolanadigan yagona usul bu organ transplantatsiyasi hisoblanadi.[5] Hozirgi vaqtda organlarni etkazib berish talabni qondirish uchun etarli emas, bu esa davolashning so'nggi bosqichida katta cheklovlarni keltirib chiqaradi.[2][5] An'anaviy transplantatsiya jarayonlariga nazariy alternativ - bu shaxsiylashtirilgan bioartay yuraklarning muhandisligi. Tadqiqotchilar yurak-qon tomir to'qimalarining muhandislik sohasida ko'plab muvaffaqiyatli yutuqlarga erishdilar va funktsional organ yaratish uchun hujayradan xujayrali va rekellularizatsiya qilingan kadavr yuraklaridan foydalanishga intildilar.[5] Decellularization-recellularization kadavrali yurakdan foydalanishni, oqsil matritsasini saqlab turganda hujayra tarkibini olib tashlashni o'z ichiga oladi (dekellularizatsiya ), so'ngra qolgan matritsa ichidagi tegishli yurak-qon tomir to'qimalarining o'sishini osonlashtiradi (recellularizatsiya).[5]

So'nggi yillarda tadqiqotchilar yurakning o'zida joylashgan yurak tomir hujayralarini topdilar. Ushbu kashfiyot yurak xujayralarini yurak ichkarisida olib, yurak hujayralarini qayta tiklash g'oyasini keltirib chiqardi va ularni yurak to'qimalariga qayta dasturlashtirdi.[7] Ushbu ildiz hujayralarining ahamiyati quyidagilardan iborat: o'z-o'zini yangilash, farqlash qobiliyati kardiyomiyotsitlar, endotelial hujayralar va silliq qon tomir mushak hujayralari va klonogenligi. Ushbu ildiz hujayralari bo'lishga qodir miyozitlar hujayralararo tarkibiy qismlarning topografiyasini barqarorlashtirishga, shuningdek, mezenxima to'qimalarining aylanishi va saqlanishi uchun hujayra rezervuari bo'lib xizmat qiladigan qon tomir hujayralari bilan bir qatorda yurakning o'lchamlari va shaklini boshqarishda yordam beradi.[7] Ebriot poya hujayralari hujayralarning boshqa turlariga kirib borishi mumkinligi ko'rsatilgan, ammo hech qanday klinik tadkikotlar miyokardni qayta tiklash uchun ishlatilmagan, ammo teratom. hozirgi vaqtda to'qimalarni rad etishdan saqlanish uchun avologik hujayralar suyak iligi kabi klinik sinovlarda eng ko'p ishlatiladi.

Metodika

Asosiy maqola: Dekellularizatsiya

Yurakdan barcha uyali komponentlarni olib tashlashning afzal usuli bu perfuziya dekellularizatsiyasi. Ushbu uslub yurakni takomillashtirishni o'z ichiga oladi SDS, distillangan suv va Triton X-100.[1]

Qolgan ECM kollagen, laminin, elastin va fibronektin kabi tarkibiy elementlardan iborat. ECM iskala uyali ko'payish va differentsiatsiyani, qon tomirlarining rivojlanishini ta'minlaydi, shuningdek uyali o'sishni mexanik qo'llab-quvvatlaydi.[5] Dezellularizatsiya jarayonidan keyin minimal DNK moddasi qolishi sababli, ishlab chiqarilgan organ, turlaridan qat'i nazar, transplantatsiya qabul qiluvchisi bilan biologik mos keladi. An'anaviy transplantatsiya variantlaridan farqli o'laroq, resellularizatsiya qilingan yuraklarda immunogen kam va rad etish xavfi kamayadi.[2][8]

Har qanday qo'zg'atuvchini yo'q qilish uchun dekellularizatsiya qilingan yurak sterilizatsiya qilingandan so'ng, resellularizatsiya jarayoni sodir bo'lishi mumkin.[2] Keyinchalik, bu MCPlar dekellularizatsiya qilingan yurakka qo'shiladi va qo'shimcha ekzogen o'sish omillari bilan qo'shilib, kardiyomiyotsitlar, silliq mushak hujayralari va endotelial hujayralarga ajralib chiqadi.[9]

Rekellularizatsiya qilingan yurak faoliyati

Eng istiqbolli natijalar recellularized rat yuraklaridan keladi. Faqatgina 8 kunlik etuklikdan so'ng, yurak modellari tezlikni ta'minlash uchun elektr signal bilan ogohlantirildi. Yurak modellari odatdagi kalamush yuragining ~ 2% yoki 16 haftalik odam yuragining ~ 25% ga teng kuch bilan birlashgan qisqarishni ko'rsatdi.[1][5]

Klinik sharoitda foydalanishdan uzoq bo'lsa ham, yurakning bioartuniy avlodini yaratish sohasida katta yutuqlarga erishildi.[2][5][9] Decellularization va recellularization jarayonlaridan foydalanish, uyali o'sishni ta'minlaydigan uch o'lchovli matritsani ishlab chiqarishga olib keldi; tegishli hujayra tarkibini o'z ichiga olgan matritsani qayta joylashtirish; funktsiyalarni (cheklangan) va ogohlantiruvchilarga ta'sirchanligini namoyish qiluvchi organlarning bioinjeneratsiyasi.[2][5] Ushbu yo'nalish juda katta umid baxsh etadi va kelgusi tadqiqotlar natijasida yurak etishmovchiligining so'nggi bosqichini davolashni qayta aniqlash mumkin.

Adabiyotlar

  1. ^ a b v Ott, Xarald S; Mattiesen, Tomas S; Goh, Saik-Kia; Qora, Loren D; Kren, Stefan M; Netoff, Teoden I; Teylor, Doris A (2008 yil 13-yanvar). "Perfuzion-dekellularizatsiyalangan matritsa: tabiatning platformasidan bioinetik sun'iy yurakni yaratish uchun foydalanish". Tabiat tibbiyoti. 14 (2): 213–221. doi:10.1038 / nm1684. PMID  18193059.
  2. ^ a b v d e f Song, Jeremy J.; Ott, Xarald C. (2011 yil avgust). "Dezellularizatsiyalangan matritsa iskala asosida organ muhandisligi". Molekulyar tibbiyot tendentsiyalari. 17 (8): 424–432. doi:10.1016 / j.molmed.2011.03.005. PMID  21514224.
  3. ^ Highfield, Roger (2008 yil 13-yanvar). "Birinchi bioartetik yurak organlar tanqisligi tugaganidan darak berishi mumkin". Telegraf. Olingan 10 fevral, 2016.
  4. ^ a b Veymann, Aleksandr; Patil, Nikxil Prakash; Sabashnikov, Anton; Jungeblut, Filipp; Korkmaz, Sevil; Li, Shiliang; Veres, Gabor; Soos, Pal; Ishtok, Roland; Xaymov, Nikol; Pattsold, Ines; Cherni, Natali; Shies, Karsten; Shmak, Bastian; Popov, Aron-Frederik; Simon, Andre Rüdiger; Kark, Matias; Sabo, Gabor; Benedetto, Umberto (2014 yil 3-noyabr). "Bioart sun'iy yurak: inson o'lchovli cho'chqa modeli - bu yo'l". PLOS ONE. 9 (11): e111591. doi:10.1371 / journal.pone.0111591. PMC  4218780. PMID  25365554.
  5. ^ a b v d e f g h men Galvez-Monton, Karolina; Prat-Vidal, Kristina; Roura, Santyago; Soler-Botija, Karolina; Bayes-Genis, Antoni (2013 yil may). "Kardiyak to'qimalar muhandisligi va bioart sun'iy yurak". Revista Española de Cardiología (ingliz nashri). 66 (5): 391–399. doi:10.1016 / j.rec.2012.11.012.
  6. ^ "Yurak kasalliklari va qon tomirlari statistikasi - 2015 yilgi yangilanish". www.ahajournals.org. doi:10.1161 / cir.0000000000000152. Olingan 2020-03-23.
  7. ^ a b Chamuleau, S.A.J. Vrijsen, K.R. Rokosh, D.G. Tang, X.L. Piek, JJ Bolli, R. (2009 yil may). Yurak ishemik kasalligi uchun hujayra terapiyasi: rezident yurak tomir hujayralarining roliga e'tibor bering. Bohn Stafleu van Logxum. OCLC  678293987.CS1 maint: bir nechta ism: mualliflar ro'yxati (havola)
  8. ^ Traphagen, S; Yelick, kompyuter (sentyabr 2009). "Tabiiy go'zallikni tiklash: tabiiy hujayradan tashqari materiallar bilan butun organ muhandisligi". Qayta tiklanadigan tibbiyot. 4 (5): 747–58. doi:10.2217 / rme.09.38. PMC  3021746. PMID  19761399.
  9. ^ a b Laflamme, Maykl A; Murri, Charlz E (2005 yil iyul). "Yurakni qayta tiklash". Tabiat biotexnologiyasi. 23 (7): 845–856. doi:10.1038 / nbt1117. PMID  16003373.