Stammzell-Transplantationen verwendet, um zu wachsen, voll funktionsfähige Lunge bei Mäusen

Forscher an der Columbia University waren in der Lage zu wachsen, voll funktionsfähige Lunge in Maus-Embryonen mit transplantierten Stammzellen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass es letztlich möglich, die Technik zu nutzen, um zu wachsen menschliche Lunge in Tiere für Patienten, die brauchen Transplantationen zu studieren und neue Lungen-Behandlungen.

Das Papier wurde online veröffentlicht in der Zeitschrift Nature Medicine.

„Millionen von Menschen weltweit leiden an unheilbaren Lungen-Krankheiten sterben, ohne Behandlung wegen des begrenzten Angebots an Spender-Lungen für eine transplantation“, sagte co-senior-Autor V. Wellington Cardoso, MD, Ph. D., professor der Medizin und von Genetik & Entwicklung an der Columbia University Vagelos College of Physicians und Chirurgen. „Unsere Studie zeigt, dass es kann schließlich möglich sein, neue Strategien zu entwickeln, die für die Erzeugung der menschlichen Lunge bei Tieren, für die transplantation als eine alternative zur Wartezeit für eine Spender Lunge.“

Forscher haben gewidmet erhebliche Anstrengungen, um bioengineer der Lunge durch wachsende Stammzellen auf synthetischen Gerüsten oder in der Lunge, die getrennt wurden und von Ihrer ursprünglichen Zellen. Obwohl erhebliche Fortschritte erzielt worden, Forscher wurden nicht in der Lage zu generieren, die eine voll funktionsfähige Lunge aufrechterhalten überleben Tier-Modelle. Oder in der Lage halten, ein Tier am Leben zu erhalten.

„Wir dachten, es könnte einfacher sein, zu wachsen, neue Lungen, ein sich entwickelndes Tier, so dass wir in Anspruch nehmen konnten, in der das Tier seinen natürlichen Signale für die lungenentwicklung,“ sagt ersten Autor Munemasa Mori, MD, Ph. D., Dozentin für Medizin an der Columbia University Vagelos College of Physicians und Chirurgen.

Die Forscher, die erste Herausforderung war das erstellen Gewebekultur-Bedingungen, die erlauben würde, die Spender-Stammzellen zu erweitern, vermehren und pflegen Sie Ihre Wandlungsfähigkeit in vielen verschiedenen Zelltypen.

Als Nächstes die Forscher implantierten diese Stammzellen in zwei Arten von engineered mouse embryos. Ein Typ fehlte die Stammzellen, die die Entwicklung zu Reifen Lungen-Zellen und andere konnten nicht genug produzieren die Zellen, um eine Lunge. Dieses Verfahren erstellt eine „Chimäre“ embryo, der aus einer Mischung von donor-und Wirtszellen.

Die implantierten Stammzellen outcompeted die host-Zellen, für die wachstumsfördernde Moleküle im embryo und führen zu der Bildung von funktionellen Lungen, dürfen die Mäuse Leben bis ins Erwachsenenalter. Eine Vielzahl der Lungenfunktion tests bestätigten, dass die „Chimäre“ Lunge arbeitete auch als normale Maus-Lunge, keine Anzeichen von Ablehnung.

„Die Stammzellen implantiert wurden, bevor die Embryonen‘ immunologische system wurde eingeschaltet, die erklären mag, warum die Organe wurden nicht abgelehnt“, sagt Mori, die dann später testen, seinen Ansatz in den größeren Tieren und in interspezies-organ-Transplantationen.

„Viele der Signale, die für die lungenentwicklung sind konserviert in den Arten, von Fröschen zu Mäusen zu Menschen, so die Idee der Verwendung von Tieren zu wachsen, menschliche Lunge ist nicht aus der Frage,“ Cardoso sagt.