Membro artificial criado pela primeira vez

Um pesquisador do Hospital Geral de Massachusetts criou um membro artificial de rato. A amostra resultante responde a estímulos externos e possui vasos sanguíneos funcionais. O resultado parece um membro amputado um pouco menor que um dedo humano, embora na verdade tenha sido criado artificialmente. O próximo pode ser um experimento envolvendo o membro de um primata.

Um grande número de pessoas com deficiência vive em todo o mundo. Existem 2 milhões de amputados apenas nos Estados Unidos . Hoje, as próteses podem lidar com alguns dos problemas. Mas eles parecem antinaturais e tecnologicamente distantes do que os autores do cyberpunk trabalham. Outra opção pode sertransplante de membros. Nesse caso, a principal desvantagem é a necessidade de usar imunossupressores pelo resto da vida - caso contrário, o corpo rejeitará a inserção estranha. O membro criado no laboratório não apresenta essas deficiências. O resultado contém células apenas o destinatário. Um membro crescido pode parecer e funcionar como um membro perdido, mas não requer supressão da imunidade.

O cirurgião torácico Harald Ott precisa de semanas para crescer as pernas . Ele satisfaz todas as suas necessidades enquanto ela cresce em uma incubadora especial. É utilizada a técnica de "descelularização / recelularização" (desaceleração / desaceleração). O método consiste nas seguintes etapas: o órgão de um doador morto é limpo de células, restando apenas a base morta de colágeno inerte e outras substâncias. Em seguida, o esqueleto é preenchido com as células necessárias dos tecidos do receptor. No biorreator, ocorre crescimento e nutrição dos tecidos. Como não há células doadoras no órgão resultante, elas não serão rejeitadas pelo sistema imunológico do destinatário.



Ou seja, a descelularização / recellularização não é uma criação completa do zero. Essa técnica já foi usada anteriormente para aumentar órgãos com diferentes graus de sucesso . A diferença entre as patas e as bexigas ou traquéias sintéticas relativamente simples é uma grande variedade de tecidos: vasos sanguíneos, terminações nervosas, músculos e ossos. Os tecidos têm estruturas e funções diferentes.

Nesse caso, o processo começou com o membro morto de um rato. O processo de decelulação ocorreu da mesma maneira que em estudos com órgãos internos. Uma solução de limpeza especial foi introduzida no sistema vascular do membro anterior morto. Ele removeu todos os materiais celulares, deixando a vasculatura e a matriz nervosa. O processo de remoção de detritos celulares levou uma semana. Como resultado, foi obtida uma estrutura sem células, que serviu de base para uma variedade de tecidos dos membros.

Em seguida, o esqueleto foi colocado em um biorreator. Um sistema de circulação artificial foi conectado à artéria colágena, fornecendo nutrientes e oxigênio ao membro. Para fortalecer a estrutura dos vasos sanguíneos para a carga futura, células endoteliais humanas foram introduzidas neles. Ott povoou estruturas de pata de rato com células receptoras. Os mioblastos, células que crescem em músculos, foram introduzidos na cavidade da antiga estrutura muscular. Cinco dias depois, o desenvolvimento muscular foi estimulado por impulsos elétricos. No total, foram necessárias três semanas para o crescimento dos vasos sanguíneos e músculos. Ott terminou o processo de transplante de pele. BJ Jank, Ott Laboratory




Para testar a saúde dos músculos da pata crescida, os pesquisadores usaram impulsos elétricos. O membro pode dobrar e dobrar com uma força de 80% da força dos músculos do recém-nascido. As células foram orientadas na direção correta das fibras musculares. Além disso, os membros crescidos uniram-se a ratos saudáveis ​​sob anestesia geral. Nesse caso, um fluxo sanguíneo bem-sucedido foi demonstrado. Nenhuma verificação foi feita para movimentos musculares e rejeição de tecido. Ao todo, cerca de 100 extremidades de ratos foram decelulizadas, mais da metade foram recorrentes.

Ott observa que ainda há muito trabalho para os pesquisadores. O membro precisa ter estruturas ósseas, cartilagem e outros tipos de células. Você precisa garantir que eles também possam ser restaurados. Então você precisa mostrar o desenvolvimento do sistema nervoso. Os resultados do transplante das mãos dos doadores mostram que os nervos do receptor penetram no novo órgão, permitindo que ele seja controlado gradualmente. É importante verificar se o mesmo ocorre nos membros crescidos.

Ott e seus colegas também foram capazes de demonstrar a descelularização dos membros do babuíno (foto abaixo). Uma equipe de pesquisadores começou a habitar o esqueleto resultante com células dos vasos sanguíneos humanos. Em seguida, os mioblastos humanos serão introduzidos para o crescimento muscular. Mas Ott alerta que, nas primeiras extremidades, testes em humanos exigirão pelo menos uma década. Talvez em um futuro distante, qualquer pessoa possa doar seus braços e pernas após a morte para criar membros para os deficientes. BJ Jank, Ott Laboratory Steve Badylak, da Universidade de Pittsburgh, falou sobre os possíveis problemas que a equipe de Ott enfrentará. As maiores dificuldades podem causar circulação nos vasos: o endotélio não deve obstruir os menores capilares. Oscar Ashmann




da Universidade Médica de Viena disse que, em um órgão tão complexo como a mão, há muitos tecidos e estruturas diferentes; portanto, a descelularização / recelularização não pode se tornar um processo real de crescimento de membros perdidos. Para que a mão desempenhe pelo menos alguma função útil, ela deve ser estimulada por milhares de nervos. Agora, problemas com o tecido nervoso são uma barreira intransponível, diz Ashmann.

Baseado em materiais do New Scientist , Washington Post e do site de notícias do Massachusetts General Hospital . doi.org/4w7 .

Source: https://habr.com/ru/post/pt380381/