Επιτυχής μεταμόσχευση βιομηχανικού πνεύμονα σε χοίρο!

Αμερικανοί επιστήμονες κατάφεραν να μεταμοσχεύσουν με επιτυχία ένα βιομηχανικά κατασκευασμένο πνεύμονα σε χοίρο!

Για να το δημιουργήσουν, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα «ικρίωμα» που παρείχε δομική υποστήριξη και ανέπτυξε αργά τον πνευμονικό ιστό γύρω του, χρησιμοποιώντας κύτταρα από τον χοίρο, που επρόκειτο να υποβληθεί στη μεταμόσχευση.

Αυτό έγινε για να αποτραπεί η απόρριψη του πνεύμονα από το ανοσοποιητικό σύστημα του χοίρου. Μετά τη μεταμόσχευση, ο κυψελιδικός ιστός των πνευμόνων και τα αιμοφόρα αγγεία αναπτύσσονταν για έως και 2 μήνες. Το αποτέλεσμα ήταν θετικό: Ο τεχνητός πνεύμονας όχι μόνο δεν απορρίφθηκε, αλλά αναπτύχθηκε ακόμη και ένας σημαντικός πληθυσμός βακτηριδίων.

Παγκοσμίως, υπάρχει δραματική έλλειψη μοσχευμάτων, που είναι κατάλληλα για μεταμόσχευση και η μελέτη αυτή αποτελεί σημαντικό βήμα προόδου για την εξεύρεση εναλλακτικής λύσης. Η μεταμόσχευση βιομηχανικών πνευμόνων έχει δοκιμαστεί και παλαιότερα σε μικρότερα ζώα, αλλά αυτές οι προσπάθειες είχαν αποτύχει. Υπήρχαν προβλήματα με τα αιμοφόρα αγγεία και τα ζώα υπέφεραν από συσσώρευση υγρού, γνωστού ως οίδημα.

Πώς τα κατάφεραν

Τώρα μία ομάδα Αμερικανών επιστημόνων φαίνεται ότι κατάφεραν να ξεπεράσουν τα εμπόδια, όπως αναφέρουν στο περιοδικό Science. Για να το πετύχουν, χρησιμοποίησαν ένα κοκτέιλ ζάχαρης και απορρυπαντικού για να απαλλαγούν από όλα τα κύτταρα και τα αιμοφόρα αγγεία από τον πνεύμονα που έλαβαν από ένα χοίρο δότη. Αυτό που απέμεινε ήταν ένας «σκελετός» στήριξης κατασκευασμένος από πρωτεΐνες.

Ο βιοαντιδραστήρας που αναπτύχθηκε ο βιομηχανικός πνεύμονας

Στη συνέχεια οι ερευνητές αναγέννησαν έναν πνεύμονα για 30 ημέρες σε μία συσκευή, που ονομάζεται βιοαντιδραστήρας, χρησιμοποιώντας κύτταρα από τον τελικό λήπτη του πνεύμονα. Ο βιοαντιδραστήρας είναι μια μηχανή που υποστηρίζει την ανάπτυξη βιολογικών ιστών. Εάν χρησιμοποιούνται τα κύτταρα του λήπτη, μειώνει την πιθανότητα το ανοσοποιητικό σύστημα του χοίρου να απορρίψει ένα μεταμοσχευμένο όργανο επειδή αναγνωρίζει τον ιστό ως δικό του.

Το κλειδί

Το κλειδί για την επιτυχία των ερευνητών στην ανάπτυξη του αιμοφόρου αγγείου του πνεύμονα που ξεκίνησε στον βιοαντιδραστήρα ήταν η εφαρμογή βλαστοκυττάρων (κύτταρα του σώματος που μπορούν στη συνέχεια να εξελιχθούν σε διαφορετικούς τύπους ιστών), αλλά και αυξητικών παραγόντων – ουσίες που διεγείρουν την ανάπτυξη κυττάρων, τον πολλαπλασιασμό ή τη διαφοροποίηση των κυττάρων σε διαφορετικούς τύπους.

Μετά τη μεταμόσχευση, χρησιμοποίησαν αξονική και μαγνητική τομογραφία, καθώς και μέτρηση της γονιδιακής έκφρασης για να ελέγξουν ότι ο ιστός του πνεύμονα και τα αγγεία συνέχιζαν να αναπτύσσονται. Σημαντικό είναι ότι δεν χρειάστηκε να συνεχίσουν να προσθέτουν παράγοντες ανάπτυξης για να συμβάλουν στην ανάπτυξη αυτή.

Το αποτέλεσμα ήταν θετικό: Ο μεταμοσχευμένος πνεύμονας δεν απορρίφθηκε στο τέλος της δίμηνης μελέτης. Μετά τη μεταμόσχευση, το αίμα του χοίρου παρέμεινε πλήρως κορεσμένο με οξυγόνο αν και οι πνεύμονες δεν ήταν αρκετά ώριμοι σε δύο μήνες. Η τεχνική ήταν επιτυχής σε 4 χοίρους μέχρι στιγμής.

Οι ερευνητές εκτιμούν ότι βρισκόμαστε περίπου 5-10 χρόνια, προτού γίνει δυνατόν να χρησιμοποιηθούν βιομηχανικά τεχνητά όργανα για μεταμόσχευση στον άνθρωπο. Θεωρητικά, ένα βιομηχανικό όργανο θα μπορούσε να κατασκευαστεί έτσι ώστε να μην υπάρχει κίνδυνος απόρριψης. Υπάρχουν όμως δύσκολες προκλήσεις που πρέπει ακόμα να ξεπεραστούν.