科学家利用干细胞培育出了首个功能性心肌
Bernhard Jank,医学博士,马萨诸塞州总医院再生医学中心 Ott 实验室
当人们自己的器官衰竭时,器官移植是挽救生命的宝贵方法,但器官短缺、等待名单以及帮助接受者的身体接受新器官所需的强效药物只是现有移植过程中的一些困难。
但是,如果有另一种替代器官的方法,一种不那么依赖从他人身体中获取完整的活器官的方法呢? 美国科学家通过再生功能性人类心肌,在实验室制造生物工程人类心脏方面取得了进展。 在这种情况下,该过程仍然需要使用捐赠的器官,但该器官与受体的细胞融合。
该技术涉及重新填充去细胞化器官? 剥夺了原始捐赠者的活细胞? 从潜在接受者的心脏中生长出新的心脏组织诱导多能干细胞()。 实际上,捐赠者的心脏被剥夺了会引发受体免疫反应的成分,并被受体自己的心肌细胞所取代。
“再生整个心脏肯定是一个需要几年时间才能实现的长期目标,因此我们目前正在开发一种功能性心肌补片,可以替代因心脏病发作或心力衰竭而受损的心脏组织,”研究员雅克·盖耶特说来自马萨诸塞州总医院再生医学中心 (CRM)。
该研究记录于流通研究,由 CRM 外科医生 Harald Ott 领导,他之前开发了一种脱细胞程序用洗涤剂溶液从大鼠器官中剥离活细胞,然后用适合器官生长的细胞重新填充它们。 在这项新研究中,这种多阶段过程首次扩大规模并在人类心脏上进行。
Bernhard Jank,医学博士,马萨诸塞州总医院再生医学中心 Ott 实验室
“生成功能性心脏组织需要应对几个挑战,”盖耶特说。 “这些包括提供能够支持心脏功能的结构支架、专门心脏细胞的供应以及细胞可以重新填充支架以形成能够处理复杂心脏功能的成熟组织的支持环境。”
在这项研究中,研究人员利用了 73 颗被授权用于科学研究的人类心脏,诱导多能细胞分化为大约 5 亿个心肌细胞。心肌细胞),然后将它们接种到脱细胞心脏的组织中。
经过几天的培养,心肌细胞发育成自发收缩的组织,研究人员表示,这代表了人类心肌首次从多能再生在无细胞的人类心脏基质内。 然后将跳动器官安装在自动生物反应器系统中(如图),该系统为肌肉提供营养液并在活体心脏内重现某些条件。
这项研究可能看起来有点可怕? 该团队正在转向接近重新动画师毕竟领土? 但健康的实验室培育器官的未来应用前景广阔。
“我们正在采取的下一步措施是改进方法以产生更多心脏细胞?将整个心脏重新细胞化需要数百亿个?优化基于生物反应器的培养技术以改善工程心脏组织的成熟和功能,并以电子方式整合再生的心脏细胞。”组织在接受者的心脏内发挥作用,”盖耶特说。