Žmogaus odos ląstelės buvo perprogramuotos į širdies vožtuvų ląsteles, o vėliau naudojamos kiaulės širdies vožtuvui sėkmingai persodinti graužikams, vadovaujant Šiaurės Rytų universiteto profesoriaus tyrimams.
Naujoji procedūra, kurioje virusas nenaudojamas kaip vektorius ir odos ląstelės pirmiausia neperprogramuojamos į pluripotentines kamienines ląsteles, gali pasiūlyti naują metodą sėkmingai persodinti organus žmonėms.
„Ši idėja teoriškai gali būti pritaikyta kitiems audinių pakeitimo organams, nes galima sukelti specifinius audinių / organų ląstelių tipus ir pasėti juos ant deląstelinių gyvūnų (pvz., kiaulių) audinių / organų ir taip sukurti funkcinį audinį / organą. sako Ning Wang, Šiaurės rytų bioinžinerijos profesorius.
Wang pateikė pirminę idėją ir vadovus tyrimui, o laboratorinį darbą atliko dvi laboratorijos, vadovaujamos Junwei Chen iš Huazhongo mokslo ir technologijos universiteto Kinijoje.
Darbas publikuojamas žurnale Bioaktyvios medžiagos.
Kasmet apie 30 000 amerikiečių miršta, kai jų širdyje sugenda aortos vožtuvas.
Tačiau dabartiniai modernūs metodai naudojant bioprotezinius arba mechaninius vožtuvus, pagamintus iš gumos ir metalo kaip pakaitalą, turi apribojimų, ypač pacientams, kurie vis dar auga.
Kiaulės, kurios širdies struktūra panaši į žmogaus, aortos vožtuvų naudojimas yra nauja riba, sako Wang, nes vožtuvai gali augti kartu su pacientu.
Tačiau žmogaus kūnas nemėgsta svetimų dalių… ypač kiaulių. Jis atmes kiaulės širdies vožtuvą, nes vožtuvo pamušalas turi nesuderinamų kiaulių ląstelių.
Štai čia Wang ir jo kolegos sukuria žmogaus vožtuvo ląsteles ir naudoja jas, kad kiaulės širdies vožtuvas būtų suderinamas.
Straipsnyje aprašomi du pagrindiniai pasiekimai.
Kaip perprogramuoti žmogaus odos ląsteles
Pirma, mokslininkai naudoja tiek mechaninę (suderindami kultūros būklės standumą su kiaulės širdies vožtuvo standumu), tiek cheminę aplinką, kad perprogramuotų suaugusio žmogaus odos ląsteles, paimtas iš sutikimo donoro, į suaugusiųjų širdies vožtuvų ląsteles.
Jų procesas pastebimas dėl kelių priežasčių.
Šis metodas nenaudojo viruso manipuliuoti ląstelės DNR.
„Mums žinomi virusai gali sukelti infekciją“, – sako Wang. „Netgi ne tokie blogi virusai, kurie nesukelia infekcijos, jie vis tiek gali sukelti naviką.”
Tyrėjai taip pat ne pirmą kartą perprogramavo odos ląsteles į pluripotentines kamienines ląsteles, kurios, pasak Wango, taip pat gali sukelti navikus, bet perprogramavo odos ląsteles tiesiai į širdies vožtuvų ląsteles.
Galiausiai, procesas buvo efektyvus. Wang sako, kad nors dauguma ląstelių perprogramavimo yra nuo 0,1% iki 1% efektyvios. Tyrėjų procesas gali užimti 1 milijoną ląstelių ir perprogramuoti juos į 66 milijonus, sako Wang.
Kaip suderinti kiaulės širdies vožtuvą
Antrasis svarbus žingsnis buvo panaudoti šias ląsteles, kad kiaulės širdies vožtuvas būtų suderinamas su žmogaus.
Tai apėmė fermentų naudojimą ląstelėms pašalinti iš kiaulių širdies vožtuvo, kaip sako Wang, – tai procesas, vadinamas „ląstelių pašalinimu“.
Tada mokslininkai papildė išsekusį kiaulių širdies vožtuvą žmogaus širdies vožtuvo ląstelėmis.
Tada kiaulės širdies vožtuvo skeletas su žmogaus širdies vožtuvo ląstelėmis buvo sėkmingai persodintas į žiurkę, kurios imunitetas nusilpęs. Tai truko du mėnesius, Wang teigimu, ši trukmė prilygsta penkeriems žmogaus metams.
Visas procesas – nuo ląstelės perprogramavimo iki transplantacijos – užtruko 20 dienų.
Kitas žingsnis – išsiaiškinti, ar ši technika veiks didesniems gyvūnams, pavyzdžiui, avims ar kiaulėms, ir galiausiai žmonėms.