Miembro artificial primero crecido

Un investigador del Hospital General de Massachusetts creó una extremidad artificial de rata. La muestra resultante responde a estímulos externos y tiene vasos sanguíneos en funcionamiento. El resultado parece una extremidad amputada un poco más pequeña que un dedo humano, aunque en realidad fue creada artificialmente. El siguiente puede ser un experimento que involucra la extremidad de un primate.

Un gran número de personas con discapacidad viven en todo el mundo. Hay 2 millones de amputados solo en los Estados Unidos . Hoy, las prótesis pueden manejar algunos de los problemas. Pero parecen antinaturales y tecnológicamente lejos de lo que sueñan los autores de cyberpunk works. Otra opción podría sertrasplante de extremidades. En este caso, el mayor inconveniente es la necesidad del uso de inmunosupresores durante el resto de su vida; de lo contrario, el cuerpo rechazará la inserción extraña. La extremidad creada en el laboratorio no tiene estas deficiencias. El resultado contiene celdas solo del destinatario. Una extremidad adulta puede verse y funcionar como una extremidad perdida, pero no requiere la supresión de la inmunidad.

El cirujano torácico Harald Ott necesita semanas para crecer sus piernas . Él satisface todas sus necesidades mientras ella crece en una incubadora especial. Se utiliza la técnica de "descelularización / recelularización" (decel / recel). El método consta de los siguientes pasos: el órgano de un donante muerto se limpia de células, solo queda la base muerta de colágeno inerte y otras sustancias. Luego, el esqueleto se llena con las células necesarias de los tejidos del receptor. En el biorreactor, se produce la nutrición y el crecimiento de los tejidos. Dado que no hay células donantes en el órgano resultante, el sistema inmunitario del receptor no lo rechazará.



Es decir, la descelularización / recellularización no es una creación completa desde cero. Esta técnica se ha utilizado previamente para desarrollar órganos con diversos grados de éxito . La diferencia entre las patas y las vejigas o tráqueas sintéticas relativamente simples es una amplia variedad de tejidos: estos son vasos sanguíneos, terminaciones nerviosas, músculos y huesos. Las telas tienen diferentes estructuras y funciones.

En este caso, el proceso comenzó con la extremidad muerta de una rata. El proceso de descelulación tuvo lugar de la misma manera que en estudios con órganos internos. Se introdujo una solución de limpieza especial en el sistema vascular de la extremidad anterior muerta. Quitó todos los materiales celulares, dejando la vasculatura y la matriz nerviosa. El proceso de eliminación de restos celulares tomó una semana. Como resultado, se obtuvo una estructura libre de células, que sirvió de base para una variedad de tejidos de las extremidades.

Luego el esqueleto se colocó en un biorreactor. Se conectó un sistema de circulación artificial a la arteria del colágeno, suministrando nutrientes y oxígeno a la extremidad. Para fortalecer la estructura de los vasos sanguíneos para la próxima carga para ellos, se introdujeron células endoteliales humanas en ellos. Ott pobló estructuras de pata de rata con células receptoras. Los mioblastos, células que crecen en los músculos, se introdujeron en la cavidad de la estructura muscular anterior. Cinco días después, el desarrollo muscular fue estimulado por impulsos eléctricos. En total, tomó 3 semanas para el crecimiento de los vasos sanguíneos y los músculos. Ott terminó el proceso de trasplante de piel. BJ Jank, Laboratorio Ott




Para evaluar la salud de los músculos de la pata adulta, los investigadores utilizaron impulsos eléctricos. La extremidad podría doblarse y doblarse con una fuerza del 80% de la fuerza de los músculos del recién nacido. Las células se orientaron en la dirección correcta de las fibras musculares. Además, las extremidades crecidas se unieron a ratas sanas bajo anestesia general. En este caso, se demostró un flujo sanguíneo exitoso. No se realizaron controles de movimientos musculares y rechazo de tejidos. En total, alrededor de 100 extremidades de ratas fueron descelulizadas, más de la mitad fueron recurrentes.

Ott señala que todavía hay mucho trabajo para los investigadores. La extremidad debe estar provista de estructuras óseas, cartílago y otros tipos de células. Debe asegurarse de que también puedan restaurarse. Entonces necesitas mostrar el desarrollo del sistema nervioso. Los resultados del trasplante de las manos del donante muestran que los nervios del receptor penetran en el nuevo órgano, permitiendo gradualmente su control. Es importante verificar si sucede lo mismo en las extremidades crecidas.

Ott y sus colegas también pudieron demostrar la descelularización de las extremidades del babuino (en la foto a continuación). Un equipo de investigadores comenzó a habitar el esqueleto resultante con células de vasos sanguíneos humanos. A continuación, se introducirán mioblastos humanos para el crecimiento muscular. Pero Ott advierte que, en los primeros extremos, las pruebas en humanos requerirán al menos una década. Quizás en un futuro lejano, cualquiera puede donar sus brazos y piernas después de la muerte para desarrollar extremidades para los discapacitados. BJ Jank, Laboratorio Ott Steve Badylak de la Universidad de Pittsburgh habló sobre los posibles problemas que enfrentará el equipo de Ott. Las mayores dificultades pueden causar circulación en los vasos: el endotelio no debe obstruir los capilares más pequeños. Oscar Ashmann




de la Universidad Médica de Viena dijo que en un órgano tan complejo como una mano, hay demasiados tejidos y estructuras diferentes, por lo tanto, la descelularización / recellularización no puede convertirse en un proceso real de crecimiento de extremidades perdidas. Para que la mano realice al menos alguna función útil, debe ser estimulada por miles de nervios. Ahora, los problemas con el tejido nervioso son una barrera insuperable, dice Ashmann.

Basado en materiales del New Scientist , Washington Post y el sitio de noticias del Hospital General de Massachusetts . doi.org/4w7 .

Source: https://habr.com/ru/post/es380381/