Spanien fører an i den første transplantation af nyrer modificeret med humane organoider hos grise

Dyreoplysninger » Insectos » Spanien fører an i den første transplantation af nyrer modificeret med humane organoider hos grise

Et internationalt konsortium koordineret fra Spanien har nået en biomedicinsk milepæl: podning humane nyreorganoider i svinenyrer, hvor disse organer genimplanteres i de samme dyr og deres funktion verificeres i løbet af de første timer efter operationen. Arbejdet, der ledes af Institut for Bioengineering i Catalonien (IBEC) sammen med europæiske og spanske centre, er offentliggjort i Naturbiomedicinsk teknik.

Forskningen kombinerer to nøgleelementer: en platform til generering af organoider i stor skala fra menneskelige stamceller og brugen af ​​normotermiske ex vivo perfusionsmaskiner, der holder nyrerne i live og iltet uden for kroppen. Resultatet er et robust proof of concept, der undersøger, hvordan man kan konditionere organer før transplantation og øge antallet af levedygtige transplantater.

Hvad er der præcist opnået

Holdet producerede nyreorganoider med høj ensartethed og introducerede dem i svinenyrer forbundet til normothermiske perfusionsapparater. Efterfølgende blev disse organer genimplanteret i de samme grise, hvor det blev konstateret, at de humane celler forblev integreret i nyrevævet i 24 og 48 timer uden tegn på afstødning.

De anvendte eksperimenter syv nyrer Cirka 20.000 organoider blev infunderet pr. organ. Målinger foretaget under perfusionen muliggjorde realtidsovervågning af fysiologiske parametre og øjeblikkelig detektion af tegn på skade eller inkompatibilitet, uden at der blev observeret toksicitet eller funktionel forringelse i denne indledende periode.

Proceduren blev udført ved hjælp af en svinemodel, der nøjagtigt replikerer den menneskelige nyres anatomi og blodgennemstrømning. Denne tilgang viser, at cellulær integration Det kan opnås under kontrollerede forhold, og det modificerede organ kan genimplanteres, mens dets tidlige baseline-aktivitet opretholdes efter operationen.

Sådan blev det gjort: fra dyrkningspladen til operationsstuen

Organoider, som er 3D-strukturer Små, humane stamcelle-afledte mini-nyrer blev fremstillet ved hjælp af mikroaggregeringsteknikker kombineret med genteknologi. Protokollen opnåede udbytter på op til titusindvis af mini-nyrer i et enkelt eksperiment, hvilket løste en af ​​flaskehalsene for deres potentielle kliniske anvendelse.

For at infundere svinenyrerne i organet blev de forbundet til normothermiske perfusionsmaskiner – udstyr, der anvendes i kirurgiske sammenhænge – som opretholder en stabil temperatur, iltforsyning og cirkulation. Dette gjorde det muligt for de mikrometerstore organoider, der manglede deres egne blodkar, at blive fordelt i hele organet. vaskulær seng uden at blokere det.

Efter ex vivo-fasen blev nyrerne beriget med humane celler genimplanteret i de samme dyr. Efterfølgende histologisk evaluering bekræftede vedholdenhed og levedygtighed af organoiderne i svinenyrevæv, uden at udløse en signifikant immunrespons i de første 48 timer.

Hvad bidrager nyreorganoider med?

Et nyreorganoid er ikke et komplet organ, men det replikerer nogle af dets strukturer og funktioner, hvilket giver forskere mulighed for at studere nyreudvikling, teste lægemidler og udforske cellulær terapi i kontrollerede omgivelser. I dette studie omfattede mini-nyrerne op til 19 specifikke celletyper, et kompleksitetsniveau der er relevant for vævsregenerering.

Selvom disse analoger mangler korrekt vaskulatur Og selvom de i øjeblikket ikke kan erstatte et helt organ, viser dette arbejde, at de kan sameksistere med modtagervævet og interagere med dets mikromiljø. Denne interaktion åbner muligheden for at bruge organoider til at konditionere og reparere organer beregnet til transplantation.

Ifølge forfatterne vil det næste skridt være at teste teknikken i kasserede menneskelige nyrer til transplantation. I Spanien har den nationale transplantationsorganisation (ONT) og hospitaler i flere regioner gjort fremskridt med hensyn til aftaler, der skal fremme denne type præklinisk forskning med organer, der ikke er egnede til klinisk brug.

Opskalering: fra laboratoriet til klinisk brugbare volumener

En af de centrale fremskridt er produktion skalerbar og ensartet af organoider. Sammenlignet med snesevis, der anvendes ved konventionel metode, muliggør det nye system fremstilling af op til 30.000 organoider i et enkelt eksperiment med høj reproducerbarhed, hvilket bringer dets anvendelse tættere på regulerede forsøg.

Elena Garreta og IBEC-teamet understreger, at standardisering af processen reducerer omkostninger og tid, forbedrer kvalitetskontrollen og letter translationelle anvendelser som f.eks. narkotikaopsporing, sygdomsmodellering og ex vivo cellulær konditionering af organer.

Samarbejdet med INIBIC i A Coruña, ONT og Carlos III Health Institute har været nøglen til at bringe protokollen til et miljø Kirurgisk realistisk, med normotermisk perfusion og reimplantation, samt at grundigt evaluere det immunologiske respons.

Hvad betyder dette for transplantationsmedicin i Europa?

Manglen på organer er et voksende problem. I Europa er der mere end 77.000 mennesker Patienter venter på en nyre, og i Spanien er der cirka 5.000 patienter på venteliste, på trods af landets førende position inden for organdonation. Globalt blev der udført 173.448 transplantationer i 2024, et tal som WHO anslår kun dækker 10% af efterspørgslen.

Muligheden for at behandle organer før implantation – reparation af væv eller forbedring af deres levedygtighed – kan reducere organafstødning, forkorte ventelister og optimere resultaterne. Denne tilgang supplerer strategier som f.eks. xenotransplantation, hvor der allerede har været menneskelige forsøg med modificerede svineorganer, dog med begrænset effektivitet over tid.

I den sammenhæng antyder kombinationen af ​​humane organoider og normothermisk perfusion en øjeblikkelig anvendelse som teknologisk broKonditionering af organer ex vivo for at forbedre deres kvalitet før transplantation, uden i øjeblikket at erstatte konventionel transplantation.

Hvad vi stadig ikke ved, og de videnskabelige udfordringer

Studiet er et proof of concept med opfølgning op til 48 timerDerfor er der stadig uafklarede spørgsmål vedrørende langsigtet persistens, den specifikke funktionalitet, der kan tilskrives organoiderne, og deres vaskulære integration. Overvågning for potentielle risici såsom mikroembolier, lokal inflammation eller ukontrolleret proliferation er også nødvendig.

Fra et nyrepatologisk perspektiv understreges det, at denne tilgang kan bidrage til at forbedre nyrekvaliteten, hvis dens sikkerhed og effekt bekræftes. Banff High (markør for kronisk skade) og reducere kassering. Til dato er der ingen tegn på stabil forbindelse mellem organoiderne og de afferente og efferente arterioler, der er nødvendige for filtrering, et kritisk mål for fremtiden.

Dyrene i studiet blev aflivet med henblik på detaljeret histopatologisk analyse af den reimplanterede nyre. Derfor mangler der meget langsigtede data og en komplet systemisk evaluering for at udelukke [muligheden for reimplantation af nyren]. cellespredning til andre organer, et centralt spørgsmål før man overvejer forsøg på mennesker.

Hvem står bag, og hvad er det næste?

Arbejdet ledes af IBEC med deltagelse af INIBIC, CIBER-BBN, Barcelonas Universitet, ISCIII, centre i Holland og Belgien samt virksomheden. EBERS Medicinsk Teknologi, ansvarlig for perfusionsmaskinerne. Forskningen er blevet koordineret under standarder, der muliggør fremtidig klinisk oversættelse.

Den umiddelbare køreplan involverer afprøvning af metoden på kasserede menneskelige organer, optimer dosis og distribution af organoider og forlænge opfølgningsvinduer. Det strategiske mål er at bruge disse cellulære interventioner til at regenerere eller reparere nyrer beregnet til transplantation og forlænge levetiden for transplantater.

Med forsigtighed og små skridt placerer fremskridt Spanien og Europa i en fremtrædende position i regenerativ medicin anvendt til nyretransplantation, hvilket åbner en realistisk vej til at øge organtilgængeligheden og forbedre deres kvalitet på operationsstuen.