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Nuova piattaforma artificiale del vaso sanguigno per il rifiuto di predizione del trapianto di organi

Il trapianto dell'organo comprende il trapianto degli organi dai donatori come mezzi per trattare la malattia o la ferita, ma c'è una scarsità degli organi disponibili per donazione confrontata alla domanda di trapianto dell'organo. La ricerca che comprende il trapianto degli organi animali (xenotrapianto) è in corso, considerando il suo potenziale di sormontare queste sfide. Le valvole cardiache e le cornee dai maiali, in particolare, stanno utilizzande per i trattamenti che comprendono lo xenotrapianto a causa dell'assenza di tubercolosi e di AIDS che può comparire nei trapianti che comprendono gli organi dagli scimpanzè o dalle scimmie; i maiali egualmente presentano il vantaggio di, basso costo a causa di fabbricazione in serie.

Tuttavia, una reazione immune di rifiuto che distrugge il tessuto trapiantato può accadere nel corpo umano dopo lo xenotrapianto. Gli sforzi stanno facendi per superare questo problema sviluppando i maiali specificamente allo scopo dello xenotrapianto con manipolazione genetica di vari fattori che causano il rifiuto immune. Tuttavia, tale sviluppo è stato in ritardo dovuto le limitazioni nei metodi impiegati per verificare se gli organi sviluppati del maiale fossero adatti a corpo umano.

L'istituto della Corea di scienza e tecnologia (KIST) ha annunciato che il gruppo di ricerca piombo da Youngmee Jung al centro di ricerca dei biomateriali, in collaborazione con il gruppo di ricerca piombo da Jae-seok Yang, un professore al centro di trapianto dell'organo alla Seoul National University, ha sviluppato un vaso sanguigno bio--artificiale. Questo vaso sanguigno imita la funzione ed i beni dei vasi sanguigni umani per verificare il successo dello xenotrapianto, con una piattaforma vascolare circolatoria che riproduce il sistema umano di circolazione sanguigna.

Tipicamente, la reazione immune di rifiuto che accade trapianto seguente di un organo artificiale o di un apparecchio medico comprende i coaguli di sangue ed il bloccaggio vascolare causati da sangue che coagula quando i vasi sanguigni dell'organo e del destinatario sono connessi. Ciò è quando il successo di trapianto è risoluto. Corrente, non c'è modo di sapere se il trapianto sta andando in anticipo riuscire quando trapianta un organo ai destinatari umani o animali. In particolare, non c'è modo esaminare la coagulazione del sangue non dentro un ambiente simile al vaso sanguigno tramite cui il sangue realmente scorre.

Per esaminare la presenza di coagulazione del sangue prima di trapianto, Jung ha sviluppato un vaso sanguigno artificiale facendo uso di un trattamento semplice di versamento dell'idrogel liquido in una muffa a forma di metropolitana fatta del collageno e di 1fibrin, le componenti principali dei vasi sanguigni e poi di permettere che solidifichi a 37°C, seguito da compressione. Ciò permette alla circolazione di sangue, come negli stati reali di pressione sanguigna e del flusso sanguigno. Mentre la struttura dei vasi sanguigni artificiali attuali richiede alle celle endoteliali vascolari di essere coltivata per il 7 - 21 giorno, questo vaso sanguigno artificiale novello ha permesso alla produzione dei vasi sanguigni in meno di 3 giorni, dovuto il collegamento stabile delle celle endoteliali vascolari. Questo metodo, una volta applicato come strumento analitico, notevolmente diminuito la durata degli esperimenti.

La piattaforma artificiale del vaso sanguigno sviluppata dal gruppo di ricerca di Jung è stata collaudata non solo negli esperimenti in vitro ma anche in vivo negli esperimenti, facendo uso dei modelli animali. Il gruppo di ricerca coltivato geneticamente ha costruito le celle endoteliali vascolari porcine sull'endotelio della piattaforma vascolare per sviluppare un vaso sanguigno artificiale del maiale, seguito da una prova in vitro di fare circolare il sangue umano tramite il vaso sanguigno. In vivo un esperimento facendo uso dei modelli del mouse con i vasi sanguigni trapiantati del maiale egualmente è stato eseguito per simulare la risposta immunitaria umana. Sopra la valutazione delle reazioni immuni di rifiuto osservato entrambi in vivo e negli esperimenti in vitro, è stato dimostrato che il vaso sanguigno del campione sviluppato dal gruppo di ricerca facendo uso del gene specificamente costruito efficacemente ha soppresso il rifiuto immune acuto. Ciò ha dimostrato il potenziale del maiale geneticamente modificato sviluppato in questo studio da usare come animale erogatore con i bassi livelli di rifiuto immune.

La piattaforma artificiale del vaso sanguigno è non solo strutturalmente simile ai vasi sanguigni reali, ma egualmente simula i beni fisici e biologici dei vasi sanguigni, creanti un microenvironment simile all'apparato circolatorio umano e può essere utilizzata come strumento preclinico per la schermatura le droghe e degli agenti nuovi di immunoterapia nelle società per azioni ed in ospedali, dimostrante il potenziale per utilità commerciale.„

Youngmee Jung, centro di ricerca dei biomateriali

Source:
Journal reference:

Kim, T.H., et al. (2021) Tissue-engineered vascular microphysiological platform to study immune modulation of xenograft rejection. Science Advances. doi.org/10.1126/sciadv.abg2237.