Membre artificiel cultivé pour la première fois

Un chercheur du Massachusetts General Hospital a créé un membre artificiel de rat. L'échantillon résultant répond aux stimuli externes et possède des vaisseaux sanguins fonctionnels. Le résultat ressemble à un membre amputé un peu plus petit qu'un doigt humain, bien qu'en fait il ait été créé artificiellement. La prochaine peut être une expérience impliquant le membre d'un primate.

Un grand nombre de personnes handicapées vivent dans le monde. Aux États-Unis seulement, il y a 2 millions d' amputés . Aujourd'hui, les prothèses peuvent gérer certains des problèmes. Mais ils semblent anormaux et technologiquement loin de ce dont rêvent les auteurs de travaux cyberpunk. Une autre option pourrait êtretransplantation de membre. Dans ce cas, l'inconvénient majeur est la nécessité d'utiliser des immunosuppresseurs pendant le reste de votre vie - sinon le corps rejettera l'insertion étrangère. Le membre créé en laboratoire ne présente pas ces défauts. Le résultat contient uniquement les cellules du destinataire. Un membre adulte peut ressembler et fonctionner comme un membre perdu, mais il ne nécessite pas de suppression de l'immunité.

Le chirurgien thoracique Harald Ott a besoin de semaines pour faire pousser ses jambes . Il satisfait tous ses besoins pendant qu'elle grandit dans un incubateur spécial. La technique de "décellularisation / recellularisation" (décél / recél) est utilisée. La méthode comprend les étapes suivantes: l'organe d'un donneur mort est nettoyé des cellules, il ne lui reste que la base morte de collagène inerte et d'autres substances. Ensuite, le squelette est peuplé des cellules nécessaires des tissus du receveur. Dans le bioréacteur, la nourriture et la croissance des tissus se produisent. Puisqu'il n'y a pas de cellules donneuses dans l'organe résultant, il ne sera pas rejeté par le système immunitaire du receveur.



Autrement dit, la décellularisation / recellularisation n'est pas une création complète à partir de zéro. Cette technique a déjà été utilisée pour faire croître des organes avec plus ou moins de succès . La différence entre les pattes et les vessies ou trachées synthétiques relativement simples est une grande variété de tissus: ce sont les vaisseaux sanguins, les terminaisons nerveuses, les muscles et les os. Les tissus ont des structures et des fonctions différentes.

Dans ce cas, le processus a commencé avec le membre mort d'un rat. Le processus de décellulation s'est déroulé de la même manière que dans les études avec les organes internes. Une solution nettoyante spéciale a été introduite dans le système vasculaire des membres antérieurs morts. Il a retiré tous les matériaux cellulaires, laissant la matrice vasculaire et nerveuse. Le processus d'élimination des débris cellulaires a pris une semaine. En conséquence, une structure sans cellules a été obtenue, qui a servi de base à une variété de tissus des membres.

Ensuite, le squelette a été placé dans un bioréacteur. Un système de circulation artificielle était connecté à l'artère collagène, fournissant au membre des nutriments et de l'oxygène. Pour renforcer la structure des vaisseaux sanguins pour la charge à venir pour eux, des cellules endothéliales humaines y ont été introduites. Ott a peuplé des structures de patte de rat avec des cellules réceptrices. Les myoblastes, cellules qui se développent en muscles, ont été introduits dans la cavité de l'ancienne structure musculaire. Cinq jours plus tard, le développement musculaire était stimulé par des impulsions électriques. Au total, il a fallu 3 semaines pour la croissance des vaisseaux sanguins et des muscles. Ott a terminé le processus de greffe de peau. BJ Jank, Laboratoire Ott




Pour tester la santé des muscles de la patte adulte, les chercheurs ont utilisé des impulsions électriques. Le membre pouvait se plier et se déplier avec une force de 80% de la force des muscles du nouveau-né. Les cellules étaient orientées dans la bonne direction des fibres musculaires. De plus, les membres adultes ont rejoint des rats sains sous anesthésie générale. Dans ce cas, un flux sanguin réussi a été démontré. Aucun contrôle n'a été effectué pour les mouvements musculaires et le rejet des tissus. Au total, environ 100 extrémités de rats ont été décellulées, plus de la moitié étaient récurrentes.

Ott note qu'il y a encore beaucoup de travail pour les chercheurs. Le membre doit être pourvu de structures osseuses, de cartilage et d'autres types de cellules. Vous devez vous assurer qu'ils peuvent également être restaurés. Ensuite, vous devez montrer le développement du système nerveux. Les résultats de la transplantation des mains des donneurs montrent que les nerfs du receveur pénètrent dans le nouvel organe, ce qui permet progressivement de le contrôler. Il est important de vérifier si la même chose se produit dans les membres adultes.

Ott et ses collègues ont également pu démontrer la décellularisation des membres du babouin (photo ci-dessous). Une équipe de chercheurs a commencé à habiter le squelette résultant avec des cellules de vaisseaux sanguins humains. Ensuite, des myoblastes humains seront introduits pour la croissance musculaire. Mais Ott prévient que, jusqu'aux premières extrémités, les tests humains nécessiteront au moins une décennie. Peut-être que dans un avenir lointain, n'importe qui peut donner ses bras et ses jambes après la mort pour faire pousser des membres pour les handicapés. BJ Jank, Ott Laboratory Steve Badylak de l'Université de Pittsburgh a parlé des problèmes possibles auxquels l'équipe d'Ott devra faire face. Les plus grandes difficultés peuvent provoquer une circulation dans les vaisseaux: l'endothélium ne doit pas obstruer les plus petits capillaires. Oscar Ashmann




de l'Université de médecine de Vienne a déclaré que dans un organe aussi complexe qu'une main, il y a trop de tissus et de structures différents, donc la décellularisation / recellularisation ne peut pas devenir un véritable processus de croissance des membres perdus. Pour que la main remplisse au moins une fonction utile, elle doit être stimulée par des milliers de nerfs. Maintenant, les problèmes avec le tissu nerveux sont une barrière insurmontable, explique Ashmann.

D'après des documents du New Scientist , du Washington Post et du site d'actualités du Massachusetts General Hospital . doi.org/4w7 .

Source: https://habr.com/ru/post/fr380381/