New York, NY–10 iulie 2020–boala respiratorie este a treia cauză principală de deces la nivel mondial, iar transplantul pulmonar este în continuare singurul remediu pentru pacienții cu boală pulmonară în stadiu final. În ciuda progreselor în domeniu, transplantul pulmonar rămâne limitat de disponibilitatea scăzută a organelor donatoare sănătoase, iar majoritatea plămânilor donatori nu pot fi utilizați din cauza leziunilor severe, dar potențial reversibile. În prezent, o metodă cunoscută sub numele de perfuzie pulmonară ex vivo (EVLP) este utilizată pentru a oferi sprijin pulmonar în afara corpului și pentru a recupera plămânii donatori de calitate marginală înainte de transplant. Cu toate acestea, EVLP oferă doar o durată limitată de șase până la opt ore de sprijin-un timp prea scurt pentru a recupera majoritatea plămânilor donatori grav afectați.
o echipă multidisciplinară de la Columbia Engineering și Universitatea Vanderbilt a demonstrat acum că plămânii donatori grav răniți care au fost refuzați pentru transplant pot fi recuperați în afara corpului printr-un sistem care utilizează circulația încrucișată a sângelui integral între plămânul donator și o gazdă de animale. Pentru prima dată, un plămân uman grav rănit care nu a reușit să se recupereze folosind EVLP clinic standard a fost recuperat cu succes în decurs de 24 de ore pe platforma de circulație încrucișată a echipei. Studiul este publicat astăzi în Nature Medicine.
anchetatorii, conduși de Gordana Vunjak-Novakovic, profesor universitar și profesor de inginerie biomedicală și științe Medicale la Fundația Mikati de la Columbia Engineering, și Matthew Bacchetta, Director chirurgical al Institutului Vanderbilt Lung, au atribuit realizarea reperului lor major mediului fiziologic și reglementării sistemice pe care platforma lor unică le oferă plămânilor umani explantați. „furnizarea de mecanisme de reparare biologică intrinsecă pe perioade suficient de lungi de timp ne-a permis să recuperăm plămânii grav afectați, care altfel nu pot fi salvați”, au declarat autorii principali ai studiului, Ahmed Hozain (cercetător chirurgical la Columbia Engineering) și John O ‘ Neill (cercetător asociat adjunct la Columbia Engineering).
în ultimii opt ani, cercetătorii și-au dezvoltat metoda radical nouă pentru a oferi mai mulți plămâni pacienților care au nevoie urgentă de transplant de organe. În 2017, au demonstrat fezabilitatea susținerii circulației încrucișate a plămânilor întregi în afara corpului. În 2019, au demonstrat eficacitatea circulației încrucișate prin regenerarea plămânilor porcini grav afectați, iar în 2020 au extins cu succes durata sprijinului pentru circulația încrucișată la patru zile fără precedent.
acum, în această nouă lucrare, echipa arată că plămânii umani explantați, deja refuzați pentru transplant, pot fi recuperați pe platforma lor de circulație încrucișată, care a menținut cu succes integritatea pulmonară și a dus la recuperarea pulmonară funcțională. De-a lungul celor 24 de ore de circulație încrucișată, echipa a văzut îmbunătățiri substanțiale ale viabilității celulare, calității țesuturilor, răspunsurilor inflamatorii și-cel mai important-funcției respiratorii.”am reușit să recuperăm un plămân donator care nu a reușit să se recupereze pe sistemul Clinic de perfuzie pulmonară ex vivo, care este standardul actual de îngrijire. Aceasta a fost cea mai riguroasă validare a platformei noastre de circulație încrucișată până în prezent, arătând o mare promisiune pentru utilitatea sa clinică”, a declarat Vunjak-Novakovic.
acest plămân donator a demonstrat umflarea persistentă și acumularea de lichide care nu au putut fi rezolvate și a fost refuzat pentru transplant de către mai multe centre de transplant și, în cele din urmă, oferit pentru cercetare. Până când echipa a primit acest plămân, a experimentat două perioade de ischemie rece care au totalizat 22,5 ore, plus cinci ore de tratament clinic EVLP. În mod remarcabil, după 24 de ore de circulație încrucișată, plămânul a arătat o recuperare funcțională.
Vunjak-Novakovic a menționat că dimensiunea și profilul echipei lor de cercetare multi-instituționale–25 de cercetători cu experiență în bioinginerie, chirurgie, imunologie, celule stem și diverse discipline clinice–reflectă complexitatea acestui proiect translațional. Zachary Kon, Director al Programului de Transplant Pulmonar, NYU Langone Health, care nu a fost implicat în studiu, a comentat: „ca chirurg de transplant pulmonar, am văzut mulți pacienți care nu primesc transplanturi pulmonare de care aveau nevoie disperată. Găsesc această lucrare interesantă și sper că această tehnologie va face mai mulți plămâni donatori disponibili.”
anchetatorii subliniază faptul că trebuie făcute mai multe lucrări înainte ca circulația încrucișată să devină o realitate clinică. Pentru aplicarea clinică a platformei de circulație încrucișată, acestea prevăd două scenarii clinice pentru aplicarea platformei de circulație încrucișată, pe care intenționează să le urmărească. O abordare este de a traduce direct metoda demonstrată în acest nou studiu, cu plămânul donator uman recuperat prin circulația încrucișată „xenogenă” cu o gazdă de animale fără agenți patogeni de calitate medicală. În acest scop, siguranța, fezabilitatea, profilurile de risc și rezultatele circulației încrucișate xenogene vor trebui evaluate în număr mare de plămâni.
o altă abordare este că pacienții în stare critică care așteaptă deja transplantul pe suport pulmonar artificial ar putea servi drept gazdă de circulație încrucișată pentru a recupera un plămân donator rănit, pe care l-ar primi pentru transplant imediat ce organul se recuperează. Așa cum este descris în lucrare, platforma xenogenică de circulație încrucișată poate servi, de asemenea, ca instrument de cercetare pentru a investiga regenerarea organelor, imunologia transplantului și dezvoltarea de noi terapii. privind în perspectivă, cercetătorii speră să extindă beneficiile platformei lor de circulație încrucișată la recuperarea altor organe umane, inclusiv ficat, inimă, rinichi și membre.
despre studiu
studiul este intitulat „circulația încrucișată Xenogenă pentru recuperarea extracorporeală a plămânilor umani răniți.”
autorii sunt: Ahmed E. Hozain, 1, 2, John D. O ‘ Neill1, Meghan R. Pinezich1, Yuliya 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 Romanov3, Charles C. Marboe11, Adam D. Griesmer9, Brandon A. Guenthart1,12, Matthew Bacchetta1,4,16,17 și Gordana Vunjak-Novakovic1,8
1 Departamentul de inginerie biomedicala, Universitatea Columbia
2 Departamentul de Chirurgie, Columbia University Medical Center
3 Institutul de Medicina comparata, Columbia University Medical Center
4 Departamentul de Chirurgie Toracică, Universitatea Vanderbilt
5 Departamentul de perfuzie clinică, Columbia University Medical Center
6 vagelos Colegiul Medicilor si Chirurgilor, Columbia University Medical Center
7 Departamentul de inginerie biomedicala, Stevens Institutul de Tehnologie
8 Departamentul de Medicina, Columbia University Medical Center
9 Departamentul de Microbiologie și Imunologie, Columbia University Medical Center
10 Centrul Columbia pentru Dezvoltare Umană, Columbia University Medical Center
11 Departamentul de Medicina, Universitatea din California de Sud
12 Departamentul de Biologie de celule Stem si medicina regenerativa, Universitatea din California de Sud
13 Departamentul de patologie și Biologie Celulară, Columbia University Medical Center
14 imunologie translațională, centrul medical al Universității Columbia
15 Departamentul de Chirurgie cardiotoracică, Universitatea Stanford
16 Departamentul de Chirurgie Cardiacă, Universitatea Vanderbilt
17 Departamentul de Inginerie Biomedicală, Universitatea Vanderbilt
studiul a fost susținut de granturi de la Institutele Naționale de sănătate (HL134760, EB27062, HL120046, HL007854), Fundația Blavatnik și Fundația Mikati.
autorii nu declară interese financiare concurente.
link-uri:
hârtie: http://dx.doi.org/10.1038/s41591-020-0971-8
DOI: 10.1038 / s41591-020-0971-8
Imagini: 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. De asemenea, cunoscut sub numele de Fundația Fu School of Engineering and Applied Science, școala extinde cunoștințele și avansează tehnologia prin cercetarea de pionierat a celor peste 220 de facultăți, educând în același timp studenții universitari și absolvenți într-un mediu colaborativ pentru a deveni lideri informați de o fundație fermă în inginerie. Facultatea școlii se află în centrul cercetării interdisciplinare a Universității, contribuind la Institutul de științe ale datelor, Institutul Pământului, Institutul Zuckerman Mind Brain Behavior Institute, Precision Medicine Initiative și Columbia Nano Initiative. Ghidat de viziunea sa strategică, „Columbia Engineering for Humanity”, școala își propune să traducă ideile în inovații care promovează o umanitate durabilă, sănătoasă, sigură, conectată și creativă.
