Ученые разрабатывают платформу, которая может оценивать иммунные ответы с использованием крови человека. Такая платформа найдет применение в области трансплантации, - пишет eurekalert.org.
Трансплантация органов включает трансплантацию органов от доноров в качестве средства лечения заболеваний или травм, но существует нехватка органов, доступных для донорства, по сравнению со спросом на трансплантацию органов. Исследования, связанные с трансплантацией органов животных (ксенотрансплантация), продолжаются, учитывая их потенциал для преодоления этих проблем. Сердечные клапаны и роговица свиней, в частности, используются для лечения, включающего ксенотрансплантацию. Они не могут перенести туберкулез и СПИД, которые могут появиться при трансплантации органов от шимпанзе или обезьян. Свиньи также имеют преимущество в низкой стоимости из-за массового производства.
Тем не менее, реакция иммунного отторжения, которая разрушает трансплантированную ткань, может возникнуть в организме человека после ксенотрансплантации. Предпринимаются попытки преодолеть эту проблему путем разведения свиней специально для целей ксенотрансплантации путем генетического манипулирования различными факторами, вызывающими иммунное отторжение. Однако такая разработка была отложена из-за ограничений в методах, используемых для проверки пригодности разработанных органов свиньи для человеческого организма.
Корейский институт науки и технологий (KIST) объявил, что исследовательская группа под руководством Янгми Юнга из Исследовательского центра биоматериалов совместно с исследовательской группой под руководством Дже-Сока Яна - профессора Центра трансплантации органов Сеульского национального университета - разработала биоискусственный кровеносный сосуд. Этот кровеносный сосуд имитирует функцию и свойства кровеносных сосудов человека, чтобы проверить успех ксенотрансплантации, наряду с сосудистой платформой кровообращения, которая воспроизводит систему кровообращения человека.
Обычно реакция иммунного отторжения, которая возникает после трансплантации искусственного органа или медицинского устройства, включает сгущение крови и закупорку сосудов, вызванные свертыванием крови, когда кровеносные сосуды органа и реципиента соединены. В настоящее время невозможно заранее узнать, будет ли успешной трансплантация органа человеку или животному-реципиенту. В частности, нет другого способа исследовать свертываемость крови, кроме как в среде, похожей на кровеносный сосуд, по которому кровь действительно течет.
Чтобы проверить наличие свертывания крови перед трансплантацией, Юнг разработал искусственный кровеносный сосуд, используя простой процесс заливки жидкого гидрогеля в трубчатую форму, сделанную из коллагена и фибрина - основных компонентов кровеносных сосудов, и последующего затвердевания его при 37°C со сжатием. Это обеспечивает циркуляцию крови, как в условиях фактического кровотока и артериального давления. В то время как структура существующих искусственных кровеносных сосудов требует культивирования сосудистых эндотелиальных клеток в течение 7–21 дней, этот новый искусственный кровеносный сосуд позволяет производить кровеносные сосуды менее чем за 3 дня благодаря стабильному прикреплению эндотелиальных клеток сосудов. Этот метод, применяемый в качестве аналитического инструмента, значительно сокращает продолжительность экспериментов.
Платформа искусственного кровеносного сосуда, разработанная исследовательской группой Юнга, была протестирована не только в экспериментах in vitro, но и в экспериментах in vivo на животных моделях. Исследовательская группа культивировала генетически модифицированные эндотелиальные клетки сосудов свиньи на эндотелии сосудистой платформы для создания искусственного кровеносного сосуда свиньи, после чего проводился тест на циркуляцию крови человека через кровеносный сосуд in vitro. Также был проведен эксперимент in vivo с использованием моделей мышей с трансплантированными кровеносными сосудами свиней для моделирования иммунного ответа человека. После оценки реакций иммунного отторжения, наблюдаемых как в экспериментах in vivo, так и in vitro, было продемонстрировано, что образец кровеносного сосуда, разработанный исследовательской группой с использованием специально сконструированного гена, эффективно подавлял острое иммунное отторжение. Это продемонстрировало потенциал генетически модифицированной свиньи, разработанной в этом исследовании, для использования в качестве животного-донора с низким уровнем иммунного отторжения.
По словам Юнга, «платформа искусственных кровеносных сосудов не только структурно похожа на настоящие кровеносные сосуды, но также имитирует физические и биологические свойства кровеносных сосудов, создавая микросреду, аналогичную кровеносной системе человека», и может «использоваться в качестве доклинического инструмента для скрининга новых лекарств и иммунотерапевтических агентов в корпорациях и больницах, демонстрирующего их коммерческую полезность».
Фото: rawpixel / 123RF
