Erste vollsynthetische Organtransplantation rettet Krebspatienten

Chirurgen in Schweden haben einem Mann mit Luftröhrenkrebs im Spätstadium erfolgreich ein vollsynthetisches, durch Tissue-Engineering hergestelltes Organ – eine Luftröhre – transplantiert. Die synthetische Luftröhre wurde vollständig im Labor hergestellt, wobei ein Gerüst aus einem porösen Polymer und Gewebe aus patienteneigenen Stammzellen in einem Bioreaktor verwendet wurden, der das Organ schützen und das Zellwachstum fördern soll.

Alles neu: Die künstliche Luftröhre nach zwei Tagen Zellwachstum und kurz vor der Implantation in den Patienten.

Die Operation wurde letzten Monat von Paolo Macchiarini at . durchgeführt Universitätskrankenhaus Karolinska in Huddinge, Stockholm. Der Patient hat sich inzwischen vollständig erholt und wird heute aus dem Krankenhaus entlassen.



Das Gerüst für die Luftröhre wurde von einem Team unter der Leitung von . gebaut Alexander Seifalian , Professor für Nanotechnologie und regenerative Medizin am University College London. Auf dem Gerüst wurde Gewebe aus patienteneigenen Stammzellen unter Verwendung des InBreath-Bioreaktors von Harvard Bioscience gezüchtet. Das Gerüst wurde mit einer Lösung von Stammzellen aus dem Knochenmark des Patienten beimpft und warm und steril gehalten, während das Gerüst im Bioreaktor rotierte, während die Zellen zu Geweben wuchsen. Der gesamte Prozess dauerte etwa zwei Wochen.

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Die Transplantation ist ein bedeutender Moment für die regenerative Medizin, sagt Arnold Kriegstein , Direktor des Broad Center of Regeneration Medicine and Stem Cell Research an der University of California, San Francisco. Wege zu finden, Stammzellen für die Herstellung von Ersatzteilen zu nutzen, ist genau das, was die regenerative Medizin verspricht, sagt Kriegstein.

Kriegstein stellt jedoch fest, dass eine Luftröhre eine relativ niedrig hängende Frucht ist, da sie in erster Linie ein mechanisches Organ ist – ein Luftkanal. Etwas so Komplexes wie eine Lunge oder eine Niere zu bauen, wäre viel schwieriger, sagt er.

Künstliche Organe wären gewöhnlichen Spenderorganen in mehrfacher Hinsicht überlegen. Sie können schneller bestellt werden, als oft ein Spenderorgan gefunden werden kann; Da sie aus patienteneigenen Zellen gezüchtet werden, benötigen sie auch keine gefährlichen immunsuppressiven Medikamente, um eine Abstoßung zu verhindern.

In der Vergangenheit wurden Ersatzorgane gezüchtet und implantiert, wobei die Zellen eines Patienten und ein Spenderorgan von seinem Gewebe befreit wurden, wobei der verbleibende Knorpel als Gerüst für das Gewebewachstum diente. Im Jahr 2006 implantierte ein Team des McGowan Institute for Regenerative Medicine in Pittsburgh Kindern mit Spina bifida erfolgreich im Labor gezüchtete Blasen. Synthetische Gerüste wurden früher erstellt, aber nicht verwendet, um ein menschliches Organ zu ersetzen.

Um die Luftröhre zu konstruieren, verwendeten Seifalian und sein Team ein Polymer, das mit Millionen winziger kleiner Löcher versehen war, um Platz für die Stammzellen des Patienten zu schaffen, um Wurzeln zu schlagen.

Zuerst erstellten Seifalian und sein Team eine Glasform der Luftröhre des Patienten aus CT-Scans des Patienten. Dann schneiden sie Streifen aus einem Polymer und wickeln sie um das Modell, um die Knorpelringe zu erzeugen, die der Luftröhre strukturelle Festigkeit verleihen. Und sie tauchten das Modell in eine flüssige Version des gleichen Polymers, die mit Salz vermischt worden war. Schließlich wuschen sie das Ganze in einer Lösung, die die Salze auflöste und das flüssige Polymer zu einer schwammartigen Form erstarren ließ, die einer organischen Luftröhre ähnelt.

Sobald das Luftröhrengerüst gebaut war, wurde lebendes Gewebe darauf mit dem InBreath-Bioreaktor von Harvard Bioscience gezüchtet – einem schuhkartongroßen Gerät, in dem die Luftröhre ähnlich wie ein Huhn auf dem Drehspieß montiert wurde, sagt David Green. Präsident von Harvard Bioscience . Eine Lösung von Stammzellen aus dem Knochenmark des Patienten wurde auf die synthetische Trachea gegossen und das Gerüst wurde steril und warm gedreht. Die Lösung enthielt Chemikalien, die die Zellen dazu bringen sollten, sich in die in der Luftröhre vorkommenden Zelltypen zu differenzieren. Es dauerte ungefähr zwei Tage, bis sich Gewebe gebildet hatten.

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Der Bau des Gerüsts wurde dadurch gebremst, dass es sich um einen Erstversuch handelte, erklärt Seifalian. In Zukunft könnten sie aus CT-Scans in zwei Tagen ein komplettes Gerüst bauen.

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