Airway Rejenerasyonu için Decellularized Lung Matrices Kullanımı

Airway Rejenerasyonu için Decellularized Lung Matrices Kullanımı

Uzun hava yolları hastalıkları, tracheal stenoz, bronchial tıkanıklığı ve son aşama akciğer koşullarını da dahil olmak üzere, nakile, ancak bağışçı eksikliğine ve yaşam boyu immüneoression sınırlamalarına güvenerek, son on yılda tekrarjeneratif tıbbın büyümesini ileri sürmüş bir alternatife sahiptir: bu türevdeki akciğer matrikslerini doğal ekstraktörüleri korumayı sağlamak için, organik bir akciğer tamircisi (ECM), araştırmacılar yeni, fonksiyonel hava sahasını destekleyen biyolojik bir scaffoldular.

Lung Matrices Neleri?

ECM, kollektif, proteoglycans ve bu mimarinin daha sonra tekrarlanan üç boyutlu bir akciğer yapısına sahip, peçeteli havalar ve mikrovasküler ağ dahil olmak üzere, tüm canlı hücrelerin çıkarılması için kimyasal olarak işlenmiş bir akciğerdir.

Decellularizasyon Süreci: Adım Tarafından Adım

Decellularizasyon, ECM'yi ödün vermeden tüm hücresel materyali kaldırmanız için dikkatli bir şekilde dengeli bir prosedürdür: Süreç genellikle bu aşamaları takip eder:

1. [FONT:0]Harvesting ve hazırlık[Dönetici: 1) Lungs, etik ve kurumsal onaylardan sonra kadavra bağışçılardan (insan veya hayvan) elde edilir. Kan pıhtılarını kaldırmak ve trombozları önlemek için antikoagullar ve koruma çözümleri ile birlikte yapılır.
2. [FONT=0)Perfüzyon deterjanlarla [DÜDÜT:1] - Akciğer, solunum arterleri ve trachea gibi ajanlar ile reaksiyona girilir ve ECM hasarına rağmen dağıtımını sağlamak için optimize edilir.
3. [FONT:0]Washing[[DÜDÜT:1) – Depres tedavisinden sonra, scaffold, fosfatlı selam (PBS) ile rezisyon ve hücresel yokaj kaldırmak için tamamen yıkanır.Bu adım, solgun deterjanlar ve hücreli yok edici hücreler için toksik olabilir.
4. [FONT:0)Enzymatik sindirme (isteğenim))[değiştir | kaynağı değiştir] • Bazı protokolleri, retorik nükleksiyonları kırmak için kısa DNase/RNase tedavilerini içerir, daha fazla bağışıklık aktivasyon riski azaltır.
5. [FONT=0]Sterilization[DÜDÜT:1] – Son şüpheli, kumarlama, retin oksit veya peracetik asit kullanarak sterilize edilir.
6. [FONT:0)Kalite kontrolü[[DÜT:1) - Hücreselleştirilmiş matrix DNA içeriği (tipik olarak 50 ng / mg kuru ağırlığı), görünür nükle, ECM proteinlerinin korunması (collagen, elastin, laminin), ve mekanik test ve görüntüleme yoluyla yapısal bütünlüğün tutulması (örneğin, mikro-CT, histoloji).

Farklı hayvan modelleri -porcine, rodent ve insan olmayan primatlar - bu protokolleri optimize etmek için kullanılır.Demokratların ve perfüzyon parametrelerinin seçimi doğrudan ECM kompozisyonunu etkiler. Örneğin, SDS agresiftir ve bu ticaret-offların aktif bir araştırma alanıdır.

Recellularizasyon: Saffold Hücreleri Üzerine Tohumlama

Bir decellularize akciğer matrixi hazırlanırken, en yaygın hücre kaynakları şunları içerir: Recellularizasyon, hücrelerin ortaklığa tanıtılması ve uygun anatomik bölmelere rehberlik etmesi gerekir.

• [FONT:0)Autologous airway epithelial hücreler[DÜT:1) - Hastadan bronchial fırçalama veya biyopsi yoluyla elde edilen, kültürde genişletildi ve sonra hastanın kendi hücreleri bağışıklık reddedilmesinden kaçındı.
• [FONT:0)Indüklenen pluripotent kök hücreler (iPSCs)) - Rejim epithelial hücrelere (ya dalıt, kulüp ve bazal hücreler) veya alveolar tipi I/II pneumositler sunar.
• [FONT:0)Mesenchymal kök hücreler (MSC)[Dönetici: 1) Kemik iliği, adipoz doku veya umbilik kablolar, kostamine desteği sağlar ve fibroblasts ve pürüzsüz kas hücreleri ayırt edebilir.
• [FONT:0)Endothelial progenitor hücreleri (EPCs)) - Mikrovasküleyi yeniden üretebilmek için vasküler bölmeye, gret viability için gerekli.

Tohumlama teknikleri, biyoreactors'ta statik inerasyon, dinamik tohumlama ve seri perfüzyon içerir. Biyoreactors özellikle değerlidir, çünkü onlar endotelyal hücreleri alır ve plazminasyonunu artırırlar, ki bu da hücrelere eklenmeleri için haftalar yapılır.

Airway Rejenerasyonunda Uygulamaları

İlk klinik hedef, trachea, bronchi ve segmental bronchioles dahil hasarlı hava yollarının yeniden inşasıdır. Birkaç senaryo ön ve erken klinik ortamlarda incelenir:

Tracheal Replasman

Travma, tümör resection veya kongenital stenozun sık sık segmental değiştirilmesini gerektirir.Decellularized human or porcine tracheal grets have been implanted in patients with hope short-term results. For example, Glasgow araştırmacılar ilk başarılı kullanımları grecellularized human trachea recellularized with the patients.The grevalt left patent ve MSCs.

Bronchial ve Lobar Onarımları

Kol kanseri olan hastalarda kol resection veya lobektomi gerektiren, decellularize matriks ev sahibi hava sahasına entegre edilmiş ve ay içinde yeniden bronşial segmentler yerine getirilmesi için dizler veya sahnelenmiş greftler olarak hizmet edebilir.

Peripheral Lung Reconstruction

Diril hasar için - emphysema veya pulmoner fibroz gibi - kısa süreler için gaz değişimi (günlere göre) Bu tostoid aktı veya nakil için alternatif olarak araştırılır.

Decellularized Matrices

• [FONT:0)Preserved yerel mimari[[DÜT:1)[ECM karmaşık şube hiyerarşisini koruyor, hücre organizasyonuna optimal mekanik destek ve mekansal rehberlik sağlıyor.
• [FONT:0)Biocompatability[[DÜT:1) – Decellularized matriks aslında hastanın kendi ekstra hücreli çerçevesi (bir insan bağışçısından) veya Xenograft’in hücresel geri çekilmeden dolayı özür dileyebilmesidir.
• [FONT:0]Redüklenmiş bağışıklık yanıtı[[[Dönetici:0)[[Dönetici:0)))[[[Döneticileri ortadan kaldırmak için, birincil antijenik uyaranlar ortadan kaldırılabilir.
• [FONT:0]Mechanical power[DÜT:1] – ECM, yerli akciğerle karşılaştırılabilir, nefes sırasında çöküp ve patency korumak için karşılaştırılabilir baskı gücü ve elastikliği koruyor.
• [FONT:0)Promotes hücre eki ve fonksiyonu) – ECM, kleion ligands (e.g., fibronectin, laminin) ve büyüme faktörleri (örneğin, VEGF, TGF-LR) hücre hayatta kalma, farklılaşma ve göç içerir.

Meydanlar ve Güncel Sınırlar

Umut verici temel çalışmaya rağmen, birkaç engel, akciğer matriksleri standart bir terapi haline gelmeden önce aşılmalıdır.

Tamam Recellularization

Hücreleri yoğun bir şekilde dökmek, üç boyutlu scaffold önemsiz değildir. Hücreler genellikle bir insan büyüklüğündeki trachea veya bronşların tamamının bir mühendislik engeli olarak kalmasına neden olur.Süresel perfüzyon ve negatif basınç-me bildirimi ile ilgili olarak, boşluklar henüz optimize edilemez ve tedavi edilebilir.

Vascularizasyon

Bir decellularize akciğer matrisi damarlarını depolar, ancak bu konduits trombozları önlemek ve ev sahibinden oksijen sağlamak için yeniden ortaya çıkmalı. greperasyon stratejileri olmadan - ko-seeding endotelyal hücreler gibi - konfüzyonu çevreleyen dokudan korumak için yeniden düşünülmelidir.

Uzun Süreli Stability

Implanted grets, nefes alma, öksürme ve pozisyonsal değişikliklerden mekanik stresle karşı karşıyadır. ECM scaffolds yeniden modellenebilir, potansiyel olarak bozulmaya yol açabilir, stenosis veya metaplasia. Bazı hayvan çalışmaları alt katlarda kartilage benzeri bir ayrışma rapor etti, büyük hayvan modellerinde uzun vadeli izleme (heep, domuzlar)

Düzenleme ve İmalat Hurdles

İnsan dokularından elde edilen ince matrisler insan hücreleri, dokular ve hücresel ve doku bazlı ürünler (HCT/Ps) Amerika Birleşik Devletleri'nde veya gelişmiş tedavi tıbbi ürünleri (ATMPs) Avrupa'da, hassas bir şekilde üretim protokollerinin, standartlaştırılmış bir işleme ve toplu tutarlılık için daha karmaşıktır.

Future Yol ve Gelişen Araştırma

Bu zorluklara ulaşmak için, araştırmacılar birkaç kesim yaklaşımı araştırıyorlar:

Özel ECM Decellularizasyon Protokolü

Bir boyutlu-fits-all yaklaşımından ziyade, bronchial epithelium'un bodrum bileşenlerini tutmasına öncelik verebilir. Örneğin, tracheal kartilage için bir protokol, GAG'leri korumak için hafif deterjanlar kullanabilir, bronchial epithelium için bir protokol bodrumun tutmasına öncelik verebilir. Gelişmiş analitik yöntemler - proteomics ve biyomekanik test gibi - kılavuzluk optimizasyonun optimizasyonuna rehberlik edebilir.

Hybrid Scaffolds

Fiber polimerlerle ECM'yi birleştirmek (örneğin, PCL, PEG) mekanik güç artırabilir ve büyüme faktörlerinin kontrollü serbest bırakılmasına izin verebilir. Elektrospun nanofiber katmanları, tracheal kartilage kusurları gibi zayıf alanları güçlendirmek için dahil edilebilir.

Situ Recellularization

Biyoreactor'da bir greft yetiştirmek yerine, bazı takımlar bir decellularize edilmiş bir matrisin chemoattractants ile birlikte kontratojörtül eden hücrelerle takviye edildiğini gösteriyor.Bu "cell-free" yaklaşımı, haftalar içinde yeniden dekore edilebilir.

Organoid ve 3D Bioprinting Entegrasyon

IPSC'lerden elde edilen Lung organoidleri, yerelleştirilmiş kusurları tamir etmek için hastaya özgü hücreler ve hidrojektifler depolayabilir - örneğin, çürük bir bronşial segmenti üzerinde havalimantal hücrelerine baskı yapılabilir.

Klinik Tercüme Faşları

Birkaç klinik denemeler devam ediyor veya planlanıyor. Avrupa Birliği tarafından finanse edilen "RegenerAir" konsorsiyumu, Pittsburgh Üniversitesi'nde araştırmacılar ve Üniversite Tıp Merkezi Utrecht'de ilk başta akciğer hastalığı için tüm-kücretsiz bir ilaç tasarımı yapıyor.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Modern hücre mühendisliğinin yanlışlığı ile ilgili olarak, biyoreactor tasarımı, kök hücre biyolojisi ve düzenleyici bilim ile birlikte, laboratuvardan yeniden üretime, damarlaştırmaya ve uzun vadeli bir istikrara sahip sorunlar devam ederken, biyoreactor tasarımındaki ilerlemeler hızlandığında, kök hücre biyolojisi ve düzenleyici bilim, modern hücre mühendisliği ile yeniden inşa edilen matriksler laboratuvardan çalışma odasına taşınmaya hazırlanıyor.

Daha fazla okuma için, bu dış kaynakları görmek:

• [FONT=0) Tüm Lungs'ların Yeniden İncelenmesi ve Yenidenleştirilmesi: Sanatın Mevcut Devletinin Bir İncelenmesi).
• [0]Tracheal Reksiyon: Son gelişmelerin Eleştirel Bir İncelenmesi[Dönemli: 1 )
• [FONT:0)Extracellular Matrix Scaffolds for Tound Engineering of the Respiratory Tract).
• [FONT=0) Lung Tound Engineering için s).