Forskere bruger patienters egne celler og materialer til at konstruere fuldt personlige vævsimplantater af enhver art

I en ny undersøgelse, Tel Aviv University-forskere afslører, hvordan de opfandt det første fuldt personlige vævsimplantat, konstrueret ud fra en patients egne materialer og celler. Den nye teknologi gør det muligt at konstruere enhver form for vævsimplantat fra en lille fedtvævsbiopsi.

"Vi var i stand til at skabe en personlig hydrogel ud fra materialerne i biopsien, at differentiere fedtvævsceller til forskellige celletyper og at konstruere hjerte, rygrad, kortikale og andre vævsimplantater til behandling af forskellige sygdomme, " siger prof. Tal Dvir fra TAU's Institut for Bioteknologi, Institut for Materialevidenskab og Teknik, Center for Nanovidenskab og Nanoteknologi og Sagol Center for Regenerativ Bioteknologi, der ledede forskningen til undersøgelsen.

"Da både cellerne og det anvendte materiale stammer fra patienten, implantatet fremkalder ikke et immunrespons, at sikre korrekt regenerering af det defekte organ, " siger prof. Dvir.

Forskningen er udført af Prof. Dvirs postdoc-forsker Reuven Edri og doktorgradsstuderende Nadav Noor og Idan Gal, i samarbejde med prof. Dan Peer og prof. Irit Gat Viks fra TAU's afdeling for celleforskning og immunologi og prof. Lior Heller fra Assaf HaRofeh Medical Center i Israel. Den er for nylig udgivet i Avancerede materialer .

I øjeblikket, i vævsteknologi til regenerativ medicin, celler isoleres fra patienten og dyrkes i biomaterialer for at samles til et funktionelt væv. Disse biomaterialer er altid enten syntetiske eller naturlige, stammer fra planter eller dyr. Efter transplantation, de kan inducere et immunrespons, der fører til afstødning af det implanterede væv. Patienter, der modtager manipuleret væv eller andre implantater, behandles med immunsuppressorer, som i sig selv bringer patientens helbred i fare.

"Med vores teknologi, vi kan konstruere enhver vævstype, og efter transplantation kan vi effektivt regenerere ethvert sygt eller skadet organ – et hjerte efter et hjerteanfald, en hjerne efter traumer eller med Parkinsons sygdom, en rygmarv efter skade, " siger prof. Dvir. vi kan konstruere adipogene (fedtvæv) implantater til rekonstruktive operationer eller kosmetik. Disse implantater vil ikke blive afvist af kroppen."

Forskerne udtog en lille biopsi af fedtvæv fra patienter, derefter adskilte dets cellulære og a-cellulære materialer. Mens cellerne blev omprogrammeret til at blive inducerede pluripotente stamceller - i stand til at lave celler fra alle tre grundlæggende kropslag, så de potentielt kan producere enhver celle eller væv, som kroppen har brug for for at reparere sig selv – det ekstracellulære materiale blev behandlet til en personlig hydrogel. Efter at have kombineret de resulterende stamceller og hydrogelen, forskerne konstruerede med succes de personlige vævsprøver og testede patienternes immunrespons på dem.

Forskerne er i øjeblikket i gang med at regenerere en skadet rygmarv og et hjerteinfarkt med rygmarv og hjerteimplantater. De er også begyndt at undersøge potentialet af humane dopaminerge implantater til behandling af Parkinsons sygdom i dyremodeller.

Forskerne planlægger at regenerere andre organer, inklusive tarme og øjne, ved hjælp af patienternes egne materialer og celler. "Vi mener, at teknologien til at konstruere fuldt personlige vævsimplantater af enhver type vil give os mulighed for at regenerere ethvert organ med en minimal risiko for immunrespons, " afslutter prof. Dvir.