Start regeneratie
'S Werelds eerste succesvolle orgaantransplantatieis opgetredenIn 1954 werd hij chirurg
Jaarlijks worden er wereldwijd gemiddeld 100.800 gemaaktorgaantransplantaties. De meest getransplanteerde transplantaten zijn nieren (69.400 operaties), lever (20.200), hart (5.400), longen (2.400) en pancreas (2.400). Donatie kan gerelateerd en postuum zijn, wanneer het gewenste orgaan uit een lijk wordt gehaald. Tegelijkertijd is in Rusland bijvoorbeeld de gemiddelde wachttijd voor een donornier 1,5-2 jaar. Bij het Sklifosovsky Research Institute worden jaarlijks ongeveer 200 operaties uitgevoerd, terwijl er ongeveer 500 mensen op de wachtlijst staan.
De natuur heeft cellen zo gemaakt dat ze altijd weten wat ze moeten doen.Ze kunnen elk regenererende cel heeft zo'n potentieel. Huidcellen vernieuwen elke twee weken, darmcellen binnen twee weken en hersencellen elke tien jaar. Het probleem is dat we geen weefsel regenereren als er een ziekte, litteken of beschadiging optreedt. Op dit punt stopt de regeneratie en kan regeneratieve geneeskunde hier helpen. We nemen heel klein spierweefsel van de patiënt, verwerken deze cellen en plaatsen ze in het gebied waar de beschadigde spier zich bevindt. Het kan ook worden gebruikt voor patiënten met brandwonden: in dit geval nemen we een klein stukje huid van de patiënt, dan verwerken we de cellen en brengen ze eenvoudig aan op de beschadigde gebieden met een spray. Bovendien, als de patiënt gewond is, moet u hem eerst behandelen, de infectie verwijderen en wachten tot de tijd klaar is voor behandeling.
Laat een nieuw orgel groeien
In plaats van cellen kun je het zogenaamde substraat gebruiken - een soort bouwkader.De materialen lijken sterk op hechtmateriaal.Ze lossen binnen een paar maanden op en zijn veilig voor mens en cellen. We nemen een klein stukje weefsel van de patiënt, verwerken die cellen vervolgens buiten het lichaam, kweken ze, gebruiken een steiger om ze buisvormig te maken en implanteren ze in de patiënt. Het hele proces duurt ongeveer 30 dagen. Hetzelfde geldt voor bloedvaten. We plaatsen deze cellen op het materiaal en dan trainen we dit orgaan. Wanneer de compressie wordt wat we nodig hebben, worden de bloedvaten bij mensen geïmplanteerd. Het meest complexe orgaan is een solide orgaan met bloedcirculatie, zoals het hart, de nieren en de lever, omdat er verschillende soorten weefsels zijn en ze allemaal zoveel bloedvaten hebben.
Gezond Moskou
De eenvoudigste manier om eenvoudige stoffen te kweken. In de klinische praktijk wordt de methode van huidregeneratie met behulp van speciale hydrogels of cellen van de patiënt al gebruikt.
Gordana Wunyak-Novakovich aan de Columbia University kweekte een fragment van het schedelbot en zaaide het frame met stamcellen.
Aan de Johns Hopkins University zijn artsen verwijderd uitoor van de patiënt en een deel van de schedel die door de tumor is aangetast. Door het kraakbeen van de borst, bloedvaten en huid te nemen, groeiden ze een nieuw oor op haar arm en transplanteerden ze het kunstmatige orgaan op zijn plaats.
Aan de universiteiten van Göteborg (Zweden) en Rice (VS) werden succesvolle experimenten met de teelt en transplantatie van bloedvaten uitgevoerd. Er zijn ook voorbeelden van groeiende spieren, bloedcellen, beenmerg en tanden.
Wat betreft de teelt van complexe organen,experimenten worden nog steeds voornamelijk op dieren uitgevoerd. Er zijn echter voorbeelden van succesvolle transplantaties van kunstmatig gekweekte organen bij mensen. Sinds enkele jaren voert Anthony Atala implantatie-operaties uit op de blaas die uit de cellen van de patiënt is gegroeid. Spaanse chirurgen transplanteerden een luchtpijp die was gegroeid op basis van donorcaracas.
Geavanceerde celtechnologie in 2002kweekte een 5 cm lange miniatuur nier van een koe met behulp van kloontechnologie, waarbij cellen uit het oor van het dier werden gehaald. Naast de hoofdorganen werd een nier geïmplanteerd en ze begon met succes urine te produceren.
Er zijn ook positieve ervaringen met het kweken en transplanteren van levers in laboratoriumratten (Universiteit van Massachusetts) en longen in varkens (Universiteit van Texas).
De vaten van de getransplanteerde organen zijn erg klein.We zijn 30 jaar geleden al met dit werk begonnen, maar weer was geen technologie. Ze begonnen na te denken over het wegnemen van de organen van overleden mensen en deze opnieuw te gebruiken. Bij een overleden patiënt haalden ze de lever weg en wasten deze als het ware van binnenuit. Na twee weken zag de lever er nog steeds uit als een lever, maar er zaten geen cellen in. We hebben echter de vaatboom, zoals het skelet van de lever, kunnen behouden. Vervolgens namen ze de cellen van de patiënt, lieten ze groeien en plaatsten ze op dit skelet. Wij maken weefsel aan van het lichaam van de patiënt en behandelen hem daarmee. Er is dus helemaal geen immuunrespons. Dit is een zeer groot voordeel van regeneratieve geneeskunde.
Gezond Moskou
Zelfs uit een heel slecht orgaan kunnen we via een biopsie goede cellen verkrijgen.Maar we kunnen dit niet doen met genetischeziekten, omdat het defect in het hele weefsel zit. Hier zijn andere technologieën - we nemen cellen van deze patiënt, corrigeren defecten, hoe deze cellen te genezen en werken vervolgens aan dezelfde strategie. Tot nu toe is dit helaas experimenteel, maar er is nog steeds hoop dat genetische ziekten kunnen worden behandeld.
We volgen altijd het leven van onze patiënten gedurende ten minste 5-8 jaar na transplantatie.We moeten ervoor zorgen dat alles goed komt. Alleen dan kunnen we zeggen dat deze technologie heeft gewerkt en dat de getransplanteerde organen normaal functioneren.
Afdrukken van organen en testen van geneesmiddelen
Je kunt een miniatuurhart printen en binnen twee uur klopt het al.Zes jaar geleden zijn we begonnen met 3D printen,omdat het nodig was om deze technologieën te schalen - daarvoor deden we alles handmatig. Maar de organen die door afdrukken werden verkregen, hadden niet zo'n integriteit om in het lichaam te worden geïmplanteerd. Daarna begonnen we meer specifieke printers te ontwikkelen die menselijk weefsel kunnen maken. En ze hebben er 14 jaar aan gewerkt.
De eerste experimenten met bioprinting werden uitgevoerd opGewone huishoudelijke 3D-printers die in het veld zijn geüpgraded. In 2000 zette Thomas Boland machines van Lexmark en HP op, zodat er DNA-fragmenten op konden worden gedrukt, en in 2003 patenteerde hij de technologie.
Nu meerderebedrijven. De bio-ingenieurs van Organovo hebben technologie ontwikkeld om leverweefsel af te drukken. Ze drukten ook nieren die twee weken lang functioneerden. Tot dusver worden dergelijke lichamen alleen gebruikt voor het testen van medicijnen, maar de makers sluiten niet uit dat ze binnenkort apparatuur gaan ontwikkelen voor het printen van donororganen.
Russische bio-ingenieurs van 3D Bioprinting Solutions ontwikkelden de FABION 3D-printer en voerden een succesvol experiment uit bij het printen van de schildklier en het transplanteren van de experimentele muis.
Fripp Designs-printers zijn ontworpen door Sheffield University en printen oogprothesen. Hetzelfde team ontwikkelt 3D-printtechnologie voor neuzen, oren en kin.
Een deel van de apparatuur wordt voor eigen rekening geproduceerdbehoeften van klanten en is niet bedoeld voor verkoop (FABION, Organovo’s NovoGen MMX). Prijzen voor commerciële bioprinters beginnen vanaf $10.000 (BioBots) en €5.000 (CELLINK Inkredible) tot $200.000 en meer (EnvisionTEC’s 3D Bioplotter, RegenHU’s 3DDiscovery).
Er zijn vijf interessante criteria voor een 3D-printer voor orgelafdrukken.Ten eerste hebben ze hele kleine mondstukkenkan oplopen tot 2 micron - dit is 2% van de diameter van een mensenhaar. Ten tweede geeft deze printer ons precisie, we kunnen de cellen uitzetten waar ze daadwerkelijk nodig zijn. De derde is bio-inkt, een vloeistof die door het mondstuk stroomt. En als het dan gelatine wordt, functioneert het al als normaal weefsel. Het volgende criterium zijn microkanalen: ze leveren voeding aan het centrale deel van de cellen. In wezen zijn dit bloedvervangers. En tot slot software waarmee u een driedimensionaal beeld kunt krijgen. Op deze manier begrijpen we wat er in het lichaam gebeurt en creëren we de structuur die nodig is voor een bepaald orgaan. Om dit te doen, nemen we digitale gegevens van de röntgenfoto en gebruiken deze om een structuur te creëren die specifiek is voor dit defect bij een bepaalde patiënt.
Gezond Moskou
Wij beschikken over twee gecertificeerde systemen voor het printen van menselijke organen.Ze zijn goedgekeurd door de FDA.Food and Drug Administration in de Verenigde Staten - Hi-Tech). De afgelopen zes jaar hebben we met een printer het zogenaamde body-on-chip-programma gemaakt. Nu bevindt het zich in de ontwikkelingsfase, omdat het nodig is om de vitaliteit van deze organen te waarborgen, maar over het algemeen kunnen we miniatuurlongen, hart, bloedvaten maken en dit hele systeem op chips aansluiten. We kunnen ook miniatuurorganen maken ter grootte van een speldenknop en kijken hoe deze organen reageren op medicijnen. Als een medicijn bijvoorbeeld de hartslag versnelt, zal het de hartslag in ons miniatuurhart versnellen. Het is dus mogelijk om bijwerkingen te identificeren van medicijnen die niet door andere tests worden gedetecteerd.
Vermijd bijwerkingen
Met gedrukte miniatuurorganen kunt u het medicijn testen.Bijvoorbeeld het medicijn "Hismanal", 11 jaarop de markt over de hele wereld. Dit antipsychoticum is ook gebruikt als antihistaminicum. Na enige tijd gebruik werd het duidelijk dat veel patiënten bijwerkingen ervaren die verband houden met hartstoornissen. Toen het medicijn op een cel werd getest, waren er geen problemen; toen het op dieren werd getest, waren er geen problemen. Toen de klinische onderzoeken in de eerste, tweede en derde fase werden uitgevoerd, gebeurde er niets. We hebben dit medicijn ingenomen, op chips op onze organen aangebracht en binnen een week werd duidelijk dat dit medicijn giftig was voor het hart.
Dit komt doordat iedereen anders reageert.voor drugs is alles genetisch anders, hetzelfde medicijn zal anders worden verwerkt. Iedereen heeft een ander dieet, andere levensomstandigheden, verschillende gezondheidsproblemen. Dit werkt als een belemmering om te begrijpen wat het medicijn eigenlijk met de organen doet. En als we al deze obstakels verwijderen en direct zien hoe het medicijn op de organen inwerkt, kunnen we direct toxiciteit detecteren.
Vandaag ontwikkelen we een systeem dat we "body on a chip" noemen.Het zal vooral de toxiciteit helpen verminderen.medicijnen - bijvoorbeeld om met kankerpatiënten te werken. We kunnen een kleine kankercel nemen en deze laten groeien, en vervolgens chemotherapie op een chip testen voordat we die therapie aan de patiënt geven. We hadden een patiënt met melanoom, hij kreeg zes maanden chemotherapie, er werd veel geld uitgegeven en de tumor groeide alleen maar. We testten een medicijn dat nog niet was overwogen en de patiënt begon het te krijgen. Twee weken later zei de patiënt voor het eerst dat zijn toestand verbeterde, en de arts merkte op dat de tumor aan het afnemen was. Het is dus erg nuttig om het geneesmiddel te testen voordat u het aan de patiënt geeft.
Stamcellen: maak wat niet is
Wanneer je een orgaan moet laten groeien dat de patiënt nooit heeft gehad of verloren heeft, kunnen stamcellen worden gebruikt.Meestal nemen we om een nier te laten groeienniercel, om de urethra te laten groeien, nemen we de cellen van de urethra. Maar in het geval van stamcellen kunnen we er een nemen die een cel in een long, nier of bloedvat kan worden. Er zijn twee hoofdtypen stamcellen. Een daarvan is menselijk embryonaal. Ze zijn erg krachtig, groeien en kunnen in alles veranderen, maar ze kunnen ook tumoren vormen, dus het is erg moeilijk om ze te gebruiken. Aan de andere kant, als we het bij volwassenen over deze cellen hebben, kunnen dit vet- of beenmergcellen zijn, ze zullen geen tumoren vormen, maar ze groeien niet zo goed.
Voor het eerst werd de term 'stamcel' gebruiktDuitse wetenschapper Valentin Haacker aan het einde van de 19e eeuw. In 1909 suggereerde de Russische wetenschapper Alexander Maximov dat er cellen in het lichaam zijn die onveranderd blijven, maar op het juiste moment kunnen ze het programma veranderen en veranderen in cellen van een ander type.
Deze theorie werd in de jaren 60 bevestigd.vorige eeuw. Amerikanen James Till en Ernest McCullough bestraalden muizen met een dodelijke dosis straling en transplanteerden ze vervolgens met een stamcelbloed van een gezond individu. Het bleek dat het op deze manier mogelijk is om bloed te herstellen en muizen te redden van de dood. Sinds 1964 wordt deze methode gebruikt bij de behandeling van bloedkanker: patiënten vernietigen eerst hun eigen bloedcellen en transplanteren vervolgens gezonde stamcellen van de donor. De effectiviteit van deze methode bereikt 70-80%.
In 1981, Martin Evans en Matthew Kaufmanparallel met Gail Martin werden embryonale stamcellen geïsoleerd uit muisembryo's. Deze cellen kunnen voor onbepaalde tijd buiten het lichaam bestaan zonder hun eigenschappen te veranderen, en wanneer ze in bepaalde omstandigheden terechtkomen, bijvoorbeeld terug in het lichaam, veranderen ze in weefsels.
In 1999 rangschikte het tijdschrift Science de ontdekking van stamcellen als een van de drie grootste ontdekkingen op het gebied van biologie, na het decoderen van het DNA en het Human Genome programma.
Lange tijd werd aangenomen dat als een stamcelveranderd in een weefselcel, is het onmogelijk om het opnieuw te laten stampen. In 2006 ontdekte de Japanse Xinya Yamanaka echter een manier om somatische cellen weer in stamcellen te veranderen. Hiervoor ontving hij in 2012 de Nobelprijs.
Gezond Moskou
Zo'n 17 jaar geleden zijn we op zoek gegaan naar een alternatieve bron van stamcellen.. Er werd gesuggereerd dat er een ander type stengel iscellen aanwezig in het vruchtwater en in de placenta waarmee de baby in de baarmoeder is omgeven. En we vonden deze zeer krachtige stamcellen. Ze vormen geen tumoren en kunnen in drie hoofdcategorieën weefsel veranderen die ons lichaam vormen. Deze cellen kunnen snel tot voldoende hoeveelheden worden gekweekt. Op deze manier vermijden we alle beperkingen van beenmergcellen en andere soorten cellen. Nu zijn ze het onderwerp van een aantal klinische onderzoeken en zijn ze nog niet op grote schaal gebruikt.
Ik wil niet dat je denkt dat alle problemen al zijn opgelost en dat je gewoon organen kunt afdrukken.Hiervoor zijn tientallen jaren nodigtechnologie zou kunnen evolueren. Dit is erg moeilijk en het kost ons veel tijd om het recept te kunnen ontwikkelen waarmee de technologieën optimaal kunnen werken. Bovendien zijn dit dure technologieën, het zal moeilijk zijn ze te repliceren, maar we kunnen zeker zeggen dat ze potentieel hebben. En voor ons is dit de belofte van regeneratieve geneeskunde - om het leven van patiënten te verbeteren.