Künstliches Glied zuerst gewachsen

Ein Forscher am Massachusetts General Hospital schuf ein künstliches Rattenglied. Die resultierende Probe reagiert auf äußere Reize und hat funktionierende Blutgefäße. Das Ergebnis sieht aus wie ein amputiertes Glied, das etwas kleiner als ein menschlicher Finger ist, obwohl es tatsächlich künstlich hergestellt wurde. Das nächste kann ein Experiment sein, an dem das Glied eines Primaten beteiligt ist.

Eine große Anzahl von Menschen mit Behinderungen lebt auf der ganzen Welt. Allein in den Vereinigten Staaten gibt es 2 Millionen Amputierte . Heute können Prothesen einige der Probleme lösen. Aber sie sehen unnatürlich und technologisch weit entfernt von dem aus, wovon die Autoren von Cyberpunk-Werken träumen. Eine andere Option könnte seinExtremitäten-Transplantation. In diesem Fall ist der Hauptnachteil die Notwendigkeit, Immunsuppressiva für den Rest Ihres Lebens zu verwenden - andernfalls wird der Körper die Fremdinsertion ablehnen. Das im Labor erzeugte Glied weist diese Mängel nicht auf. Das Ergebnis enthält nur Zellen des Empfängers. Ein erwachsenes Glied mag wie ein verlorenes Glied aussehen und funktionieren, erfordert jedoch keine Unterdrückung der Immunität.

Der Thoraxchirurg Harald Ott braucht Wochen , um seine Beine wachsen zu lassen . Er befriedigt alle ihre Bedürfnisse, während sie in einem speziellen Inkubator wächst. Die Technik der "Dezellularisierung / Rezellularisierung" (Decel / Recel) wird verwendet. Das Verfahren besteht aus folgenden Schritten: Das Organ eines toten Spenders wird von Zellen gereinigt, nur die tote Basis von inertem Kollagen und anderen Substanzen bleibt davon übrig. Dann wird das Skelett mit den notwendigen Zellen aus den Geweben des Empfängers besiedelt. Im Bioreaktor kommt es zu einer Ernährung und einem Wachstum des Gewebes. Da das resultierende Organ keine Spenderzellen enthält, wird es vom Immunsystem des Empfängers nicht abgestoßen.



Das heißt, Dezellularisierung / Rezellularisierung ist keine vollständige Neuerstellung. Diese Technik wurde zuvor verwendet, um Organe mit unterschiedlichem Erfolg zu züchten . Der Unterschied zwischen den Pfoten und relativ einfachen synthetischen Blasen oder Luftröhren besteht in einer Vielzahl von Geweben: Blutgefäße, Nervenenden, Muskeln und Knochen. Stoffe haben unterschiedliche Strukturen und Funktionen.

In diesem Fall begann der Prozess mit dem toten Glied einer Ratte. Der Prozess der Dezellulation erfolgte auf die gleiche Weise wie in Studien mit inneren Organen. Eine spezielle Reinigungslösung wurde in das Gefäßsystem des toten Vorderbeins eingeführt. Er entfernte alle zellulären Materialien und hinterließ das Gefäßsystem und die Nervenmatrix. Das Entfernen von Zelltrümmern dauerte eine Woche. Als Ergebnis wurde eine zellfreie Struktur erhalten, die als Grundlage für eine Vielzahl von Extremitätengeweben diente.

Dann wurde das Skelett in einen Bioreaktor gegeben. Ein künstliches Kreislaufsystem war mit der Kollagenarterie verbunden und versorgte die Extremität mit Nährstoffen und Sauerstoff. Um die Struktur der Blutgefäße für die bevorstehende Belastung für sie zu stärken, wurden menschliche Endothelzellen in sie eingeführt. Ott besiedelte Rattenpfotenstrukturen mit Empfängerzellen. Myoblasten, Zellen, die zu Muskeln wachsen, wurden in die Höhle der früheren Muskelstruktur eingeführt. Fünf Tage später wurde der Muskelaufbau durch elektrische Impulse angeregt. Insgesamt dauerte das Wachstum von Blutgefäßen und Muskeln 3 Wochen. Ott beendete den Hauttransplantationsprozess. BJ Jank, Ott Labor




Um die Gesundheit der Muskeln der gewachsenen Pfote zu testen, verwendeten die Forscher elektrische Impulse. Das Glied könnte sich mit einer Kraft von 80% der Kraft der Muskeln des Neugeborenen beugen und lösen. Die Zellen waren in der richtigen Richtung der Muskelfasern ausgerichtet. Auch die gewachsenen Gliedmaßen schlossen sich unter Vollnarkose gesunden Ratten an. In diesem Fall wurde ein erfolgreicher Blutfluss nachgewiesen. Es wurden keine Kontrollen auf Muskelbewegungen und Gewebeabstoßung durchgeführt. Insgesamt wurden etwa 100 Rattenextremitäten dezelluliert, mehr als die Hälfte trat erneut auf.

Ott merkt an, dass die Forscher noch viel zu tun haben. Das Glied muss mit Knochenstrukturen, Knorpel und anderen Zelltypen versehen sein. Sie müssen sicherstellen, dass sie auch wiederhergestellt werden können. Dann müssen Sie die Entwicklung des Nervensystems zeigen. Die Ergebnisse der Transplantation von Spenderhänden zeigen, dass die Nerven des Empfängers in das neue Organ eindringen und es allmählich kontrollieren können. Es ist wichtig zu überprüfen, ob das Gleiche in den erwachsenen Gliedmaßen passiert.

Ott und seine Kollegen konnten auch die Dezellularisierung der Glieder des Pavians demonstrieren (siehe Abbildung unten). Ein Forscherteam begann, das resultierende Skelett mit menschlichen Blutgefäßzellen zu bewohnen. Als nächstes werden menschliche Myoblasten für das Muskelwachstum eingeführt. Ott warnt jedoch davor, dass menschliche Tests bis zum ersten Extrem mindestens ein Jahrzehnt dauern werden. Vielleicht kann in ferner Zukunft jeder seine Arme und Beine nach dem Tod spenden, um Gliedmaßen für Behinderte wachsen zu lassen. BJ Jank, Ott-Labor Steve Badylak von der Universität Pittsburgh sprach über die möglichen Probleme, mit denen Ott's Team konfrontiert sein wird. Die größten Schwierigkeiten können eine Durchblutung der Gefäße verursachen: Das Endothel sollte die kleinsten Kapillaren nicht verstopfen. Oscar Ashmann




Die Medizinische Universität Wien sagte, dass in einem so komplexen Organ wie einer Hand zu viele verschiedene Gewebe und Strukturen vorhanden sind. Daher kann die Dezellularisierung / Rezellularisierung nicht zu einem echten Prozess des Wachstums verlorener Gliedmaßen werden. Damit die Hand zumindest eine nützliche Funktion erfüllt, muss sie von Tausenden von Nerven stimuliert werden. Jetzt sind Probleme mit Nervengewebe eine unüberwindbare Barriere, sagt Ashmann.

Basierend auf Materialien des New Scientist , der Washington Post und der Nachrichtenseite des Massachusetts General Hospital . doi.org/4w7 .

Source: https://habr.com/ru/post/de380381/