Membangun Paru Fungsional Sekarang Mungkin Dengan Bioengineering

Sebuah penelitian baru telah membuat kita semakin dekat untuk merancang paru-paru baru dengan bantuan bioteknologi. Tim bioengineer telah berhasil menciptakan paru-paru fungsional dengan vaskulen yang sehat dan perfusable pada paru-paru tikus eks vivo.

Penyakit paru stadium akhir adalah penyebab kematian ketiga di seluruh dunia. Hanya ada satu obat yang benar, transplantasi paru-paru. Ini tidak selalu menjadi pilihan untuk sebagian besar pasien karena merupakan prosedur mahal dengan tingkat kelangsungan hidup hanya 10% hingga 12% setelah 10 tahun. Menemukan paru-paru donor juga sangat sulit dan karenanya, ada kebutuhan mendesak untuk pendekatan baru untuk menyelamatkan nyawa.

Bioengineering Paru Fungsional yang Bernafas

Para peneliti di seluruh dunia sedang mencari cara untuk menyembuhkan penyakit paru-paru dengan mempromosikan perbaikan paru-paru dan meningkatkan jumlah paru-paru donor. Namun, paru-paru adalah organ kompleks dengan lebih dari 40 jenis sel yang berbeda dalam matriks. Luas permukaan antara saluran napas dan pembuluh darah adalah ukuran lapangan tenis. Jadi, bioengineering paru fungsional dari perancah sintetis atau dekellularized bukanlah tugas yang mudah.

Hingga kini semua upaya untuk menciptakan paru-paru telah gagal. Namun, tim Engineering Columbia yang dipimpin oleh Gordana Vunjak-Novakovic, Profesor Universitas dan Profesor Mikati Foundation di Universitas Columbia bersama dengan N. Valerio Dorrello, asisten profesor pediatri di Columbia University Medical Center akhirnya telah merasakan kesuksesan. Mereka adalah orang pertama yang berhasil melakukan bioengineer pada paru fungsional dengan vaskulatur yang perfusable pada paru-paru tikus eks vivo.

Studi mereka (DOI 10.1126 / sciadv.1700521) telah dipublikasikan di Kemajuan Sains, di mana mereka berbicara tentang bagaimana pendekatan mereka memungkinkan penghapusan epitel paru sambil mempertahankan kelangsungan hidup dan fungsi dari matriks paru-paru dan jaringan vaskular.

Pendekatan Baru

Tim Columbia tidak mengikuti pendekatan tradisional untuk membangun organ. Biasanya, organ dibangun dari awal dengan membuat perancah sintetis yang menyerupai bentuk organ. Ini kemudian diunggulkan dengan sel induk atau sel prekursor lainnya. Karena paru-paru adalah hutan vaskular yang kompleks, sebagian besar bioengineer tidak berusaha membangunnya. Namun, tim Columbia menghasilkan perancah alami dengan membuang sel-sel paru tikus menggunakan deterjen. Hal ini menyebabkan 'kerangka' paru-paru yang terdiri dari protein dan molekul yang disebut matriks ekstraseluler untuk tetap.

Tim dalam percobaan sebelumnya menggunakan paru-paru tikus menelanjangi sel-sel paru epitel yang biasanya rusak karena penyakit paru-paru. Mereka juga mengangkat sel-sel endotel yang membentuk sistem vaskular. Tim telah berhasil merepopulasi sel-sel epitel fungsional; Namun, pemulihan suplai darah merupakan tantangan.

Oleh karena itu, pendekatan baru, mencoba untuk hanya mengupas sel-sel epitel paru tanpa mengganggu pembuluh darah. Mereka berharap pendekatan ini akan menghasilkan hasil yang lebih baik. Para peneliti mencoba metode khusus saluran napas untuk menghilangkan epitel paru. Mereka bahkan bertujuan untuk melestarikan pembuluh darah paru-paru, matriks, fibroblas, miosit, kondrosit, dan pericytes.

Setelah kanulasi paru-paru, mereka mengventilasikan paru-paru dan menyempurnakannya pada EVLP (sistem perfusi ex vivo). Intratracheally, solusi deterjen ringan disuntikkan ke dalam paru-paru yang terisolasi untuk menghilangkan sel-sel epitel. Vaskulatur dilindungi dengan mensirkulasikan perfusate yang mengandung elektrolit dan substrat energi. Hasilnya adalah perancah paru-paru yang memiliki arsitektur bronkial dan vaskular yang terawat baik. Keterikatan dan pertumbuhan manusia dewasa, serta sel-sel paru-paru yang diturunkan sel di bioreaktor ex vivo, menjadi mungkin karena arsitektur yang terawetkan dengan baik.

Pembangunan paru-paru fungsional telah menjadi langkah terobosan dalam bidang bioteknologi yang telah membuka banyak batasan dalam pengobatan regeneratif.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *