New York, NY-július 10, 2020-a légzőszervi betegség a harmadik vezető halálok világszerte, és a tüdőtranszplantáció továbbra is az egyetlen gyógymód a végstádiumú tüdőbetegségben szenvedő betegek számára. A terület fejlődése ellenére a tüdőtranszplantációt továbbra is korlátozza az egészséges donorszervek alacsony rendelkezésre állása, és a legtöbb donor tüdő nem használható súlyos, de potenciálisan visszafordítható sérülések miatt. Jelenleg egy ex vivo tüdő perfúzió (EVLP) néven ismert módszert alkalmaznak a testen kívüli tüdőtámogatás biztosítására és a marginális minőségű donor tüdő helyreállítására a transzplantáció előtt. Az EVLP azonban csak korlátozott időtartamú, hat-nyolc órás támogatást nyújt-ez az idő túl rövid a súlyosan sérült donor tüdő többségének helyreállításához.
a Columbia Engineering és a Vanderbilt Egyetem multidiszciplináris csapata most bebizonyította, hogy a súlyosan sérült donor tüdők, amelyeket elutasítottak a transzplantációra, a testen kívül is helyreállíthatók egy olyan rendszerrel, amely a teljes vér keresztforgalmát használja a donor tüdő és az állati gazdaszervezet között. Első alkalommal egy súlyosan sérült emberi tüdő, amely a standard klinikai EVLP alkalmazásával nem sikerült helyreállni, 24 órán belül sikeresen helyreállt a csapat keresztkeringési platformján. A tanulmány ma megjelent a Nature Medicine – ben.a kutatók Gordana Vunjak-Novakovic egyetemi tanár és a Mikati Alapítvány Biomedical Engineering and Medical Sciences professzora, valamint Matthew Bacchetta, a Vanderbilt Lung Institute sebészeti igazgatója vezetésével a legfontosabb mérföldkő elérését annak a fiziológiai környezetnek és szisztémás szabályozásnak tulajdonították, amelyet egyedülálló platformjuk biztosít az explantált emberi tüdő számára. “a belső biológiai javító mechanizmusok biztosítása elég hosszú ideig lehetővé tette számunkra, hogy helyreállítsuk a súlyosan sérült tüdőt, amelyet egyébként nem lehet megmenteni” – mondta a tanulmány vezető szerzője, Ahmed Hozain (a Columbia Engineering sebészeti kutatója) és John O ‘ Neill (a Columbia Engineering adjunktusa).
az elmúlt nyolc évben a kutatók kifejlesztették radikálisan új módszerüket, hogy több tüdőt biztosítsanak a szervátültetésre szoruló betegek számára. 2017-ben bemutatták a teljes tüdő keresztkeringésének megvalósíthatóságát a testen kívül. 2019-ben a súlyosan sérült sertés tüdő regenerálásával bizonyították a keresztkeringés hatékonyságát, 2020-ban pedig példátlan négy napra sikeresen meghosszabbították a keresztkeringés támogatásának időtartamát.
ebben az új tanulmányban a csapat azt mutatja, hogy a transzplantációra már elutasított emberi tüdő helyreállítható a keresztkeringési platformon, amely sikeresen fenntartotta a tüdő integritását és funkcionális tüdő-helyreállítást eredményezett. A kereszt-keringés 24 órája alatt a csapat jelentősen javította a sejtek életképességét, a szövetek minőségét, a gyulladásos válaszokat és-ami a legfontosabb-a légzési funkciókat.
“képesek voltunk helyreállítani egy donor tüdőt, amely nem sikerült helyreállni a klinikai ex vivo tüdő perfúziós rendszeren, amely a jelenlegi ellátás színvonala. Ez volt a kereszt-cirkulációs platformunk eddigi legszigorúbb érvényesítése, amely nagy ígéretet mutatott klinikai hasznossága szempontjából ” -mondta Vunjak-Novakovic.
Ez a donor tüdő tartós duzzanatot és folyadékfelhalmozódást mutatott, amelyet nem lehetett megoldani, és több transzplantációs központ elutasította a transzplantációt, és végül felajánlotta kutatásra. Mire a csapat megkapta ezt a tüdőt, két hideg ischaemia periódust tapasztalt, amely összesen 22,5 óra volt, plusz öt óra klinikai EVLP kezelés. Figyelemre méltó, hogy a kereszt-keringés 24 órája után a tüdő funkcionális gyógyulást mutatott.
Vunjak-Novakovic megjegyezte, hogy a mérete és profilja a multi-intézményi kutatócsoport-25 kutató szakértelemmel bioengineering, sebészet, immunológia, őssejtek, és a különböző klinikai tudományágak-tükrözi a komplexitás ezt a transzlációs projekt.
Zachary Kon, a NYU Langone Health tüdőtranszplantációs Programjának igazgatója, aki nem vett részt a vizsgálatban, megjegyezte: “tüdőtranszplantációs sebészként sok beteget láttam, akik nem kaptak tüdőtranszplantációt, amire nagy szükségük volt. Érdekesnek találom ezt a munkát, és remélem, hogy ez a technológia több donor tüdőt tesz elérhetővé.”
a kutatók hangsúlyozzák, hogy több munkát kell elvégezni, mielőtt a keresztkeringés klinikai valósággá válhat. A cross-circulation platform klinikai alkalmazásához két klinikai forgatókönyvet képzelnek el a cross-circulation platform alkalmazására, amelyet folytatni terveznek. Az egyik megközelítés az ebben az új tanulmányban bemutatott módszer közvetlen lefordítása, az emberi donor tüdővel, amelyet “xenogén” kereszt-keringés gyógyít meg egy orvosi minőségű, kórokozóktól mentes állati gazdaszervezet. Ebből a célból a xenogén keresztkeringés biztonságosságát, megvalósíthatóságát, kockázati profiljait és eredményeit nagyszámú tüdőben kell értékelni.
egy másik megközelítés az, hogy a mesterséges tüdőtámogatáson már transzplantációra váró kritikus betegek keresztkeringési gazdaszervezetként szolgálhatnak a sérült donor tüdő helyreállításához, amelyet transzplantációra kapnának, amint a szerv helyreáll. A cikkben leírtak szerint a xenogén keresztkeringési platform kutatási eszközként is szolgálhat a szervek regenerációjának, a transzplantációs immunológiának és az új terápiák fejlesztésének vizsgálatához.
előretekintve a kutatók remélik, hogy kiterjesztik a kereszt-cirkulációs platform előnyeit más emberi szervek, köztük a máj, a szív, a vesék és a végtagok helyreállítására.
a tanulmányról
a tanulmány címe: “xenogén keresztkeringés a sérült emberi tüdő testen kívüli helyreállításához.”
szerzők: Ahmed E. Hozain,1, 2, John D. O ‘ Neill1, Meghan R. Pinezich1, Juliya Tipograf2, Rachel Donocoff3, Katherine M. Cunningham1, Andrew Tumen4, Kenmond Fung5, Rei Ukita4, Michael Simpson2, Jonathan A. Reimer1,2, Edward C. Ruiz1, Dawn Queen6, John W. Stokes4, Nancy L. Cardwell4, Jennifer Talackine4, Jinho Kim7, Hans-Willem Snoeck8,9, Ya-Wen Chen8,10, Alexander Romanov 3, Charles C. Marboe11, Adam D. Griesmer9, Brandon A. Guenthart1,12, Matthew Bacchetta1,4,16,17 és Gordana Vunjak-Novakovic1,8
1 orvosbiológiai mérnöki Tanszék, Columbia Egyetem
2 sebészeti Tanszék, Columbia Egyetem Orvosi Központja
3 összehasonlító Orvostudományi Intézet, Columbia Egyetem Orvosi Központja
4 mellkasi sebészeti Tanszék, Vanderbilt Egyetem
5 klinikai perfúziós Tanszék, Columbia Egyetem Orvosi Központja
6 vagelos College of Physicians and Surgeons, Columbia University Medical Center
7 Biomedical Engineering Tanszék, Stevens Intézet Technológia
8 Orvostudományi Tanszék, Columbia University Medical Center
9 mikrobiológiai és immunológiai Tanszék, Columbia University Medical Center
10 Columbia Emberi Fejlesztési Központ, Columbia University Medical Center
11 Orvostudományi Tanszék, Dél-Kaliforniai Egyetem
12 Őssejtbiológiai és Regeneratív Orvostudományi Tanszék, Dél-Kaliforniai Egyetem
13 Patológiai és Sejtbiológiai Tanszék, Columbia University Medical Center
14 Központ transzlációs immunológia, Columbia Egyetem Orvosi Központ
15 Department of Cardiothoracic Surgery, Stanford University
16 Department of Cardiothoracic Surgery, Vanderbilt University
17 Department of Biomedical Engineering, Vanderbilt University
a tanulmány által támogatott támogatások a National Institutes of Health (HL134760, EB27062, HL120046, HL007854), Blavatnik Alapítvány, és a Mikati Alapítvány.
a szerzők kijelentik, hogy nincsenek versengő pénzügyi érdekek.
linkek:
papír:http://dx.doi.org/10.1038/s41591-020-0971-8
DOI: 10.1038 / s41591-020-0971-8
látvány: https://www.dropbox.com/sh/7m2yioy1os5y1s8/AAD5zY039z9a84f4CCPTV9wva?dl=0
https://engineering.columbia.edu/
https://bme.columbia.edu/gordana-vunjak-novakovic
https://bme.columbia.edu/
https://bme.columbia.edu/
https://www.nature.com/articles/s41551-017-0037
https://www.nature.com/articles/s41467-019-09908-1
https://www.jtcvs.org/article/S0022-5223(19)32146-4/fulltext
Columbia Engineering
Columbia Engineering, based in New York City, is one of the top engineering schools in the U.S. and one of the oldest in the nation. Más néven A Fu Alapítvány School of Engineering and Applied Science, Az iskola bővíti a tudás és a fejlődés technológia révén úttörő kutatás a több mint 220 kar, miközben oktatása graduális és posztgraduális hallgatók együttműködési környezetben, hogy vezetővé váljon tájékoztatta szilárd alapot a mérnöki. Az iskola karai az egyetem interdiszciplináris kutatásának középpontjában állnak, hozzájárulva a Data Science Institute, A Earth Institute, a Zuckerman Mind Brain Behavior Institute, A Precision Medicine Initiative és a Columbia Nano Initiative. A “Columbia Engineering for Humanity” stratégiai jövőképe alapján az iskola célja, hogy az ötleteket olyan innovációkká alakítsa át, amelyek elősegítik a fenntartható, egészséges, biztonságos, összekapcsolt és kreatív emberiséget.
