- Cercetătorii IBEC și partenerii europeni integrează organoizi renali umani în rinichi de porc și îi reimplantează fără respingere după 48 de ore.
- Producție scalabilă de organoizi prin microagregare și inginerie genetică: până la zeci de mii per experiment.
- Procedura a utilizat perfuzie normotermică ex vivo și a fost testată pe șapte rinichi cu aproximativ 20.000 de organoizi per organ.
- Tehnica deschide calea pentru pregătirea organelor pentru transplant și testarea rinichilor umani aruncați în Spania și Europa.
Un consorțiu internațional coordonat din Spania a atins o piatră de hotar biomedicală: grefarea organoizi renali umani în rinichi de porc, reimplantând acele organe în aceleași animale și verificându-le funcția în primele ore după operație. Lucrarea, condusă de Institutul de Bioinginerie din Catalonia (IBEC) împreună cu centre europene și spaniole, este publicată în Natura Inginerie biomedicala.
Cercetarea combină două elemente cheie: o platformă pentru generarea de organoizi la scară largă din celule stem umane și utilizarea aparatelor de perfuzie normotermice ex vivo care mențin rinichiul viu și oxigenat în afara corpului. Rezultatul este o demonstrație robustă a conceptului care explorează modul de condiționare a organelor înainte de transplant și de creștere a numărului de grefe viabile.
Ce s-a realizat exact
Echipa a produs organoizi renali cu o uniformitate ridicată și i-a introdus în rinichi de porc conectate la dispozitive de perfuzie normotermică. Ulterior, aceste organe au fost reimplantate în aceiași porci, unde s-a constatat că celulele umane au rămas integrate în țesutul renal timp de 24 și 48 de ore fără semne de respingere.
Experimentele utilizate șapte rinichi Aproximativ 20.000 de organoizi au fost per organ injectați. Măsurătorile efectuate în timpul perfuziei au permis monitorizarea în timp real a parametrilor fiziologici și detectarea imediată a oricăror semne de deteriorare sau incompatibilitate, fără a se observa toxicitate sau afectare funcțională în această perioadă inițială.
Procedura a fost efectuată folosind un model porcin care reproduce cu acuratețe anatomia renală umană și fluxul sanguin. Această abordare demonstrează că integrare celulară Acest lucru se poate realiza în condiții controlate, iar organul modificat poate fi reimplantat menținându-și activitatea inițială după intervenția chirurgicală.
Cum s-a făcut: de la placa de cultură la sala de operație
Organoizii, care sunt structuri 3D Mini-rinichi minusculi, derivați din celule stem umane, au fost fabricați folosind tehnici de microagregare combinate cu inginerie genetică. Protocolul a permis obținerea unor randamente de până la zeci de mii de mini-rinichi într-un singur experiment, rezolvând unul dintre blocajele în calea utilizării lor clinice potențiale.
Pentru perfuzia în organ, rinichii de porc au fost conectați la aparate de perfuzie normotermică - echipamente utilizate în chirurgie - care mențin o temperatură stabilă, o alimentare cu oxigen și o circulație. Acest lucru a permis ca organoizii de dimensiuni micrometrice, lipsiți de vase de sânge proprii, să fie distribuiți în tot organul. pat vascular fără a o obstrucționa.
După faza ex vivo, rinichii îmbogățiți cu celule umane au fost reimplantați în aceleași animale. Evaluarea histologică ulterioară a confirmat persistență și viabilitate a organoizilor din țesutul renal porcin, fără a declanșa un răspuns imun semnificativ în primele 48 de ore.
La ce contribuie organoidele renale?
Un organoid renal nu este un organ complet, dar reproduce unele dintre structurile și funcțiile sale, permițând cercetătorilor să studieze dezvoltarea rinichilor, să testeze medicamente și să exploreze... terapia celulară în medii controlate. În acest studiu, mini-rinichii au inclus până la 19 tipuri specifice de celule, un nivel de complexitate relevant pentru regenerarea țesuturilor.
Deși acestor analogi le lipsește vascularizație adecvată Și, deși în prezent nu pot înlocui un organ complet, această lucrare demonstrează că pot coexista cu țesutul receptor și pot interacționa cu micromediul său. Această interacțiune deschide posibilitatea utilizării organoidelor pentru condiționarea și repararea organelor destinate transplantului.
Potrivit autorilor, următorul pas va fi testarea tehnicii în... rinichi umani aruncați pentru transplant. În Spania, Organizația Națională de Transplant (ONT) și spitalele din mai multe regiuni au înregistrat progrese în acorduri pentru facilitarea acestui tip de cercetare preclinică cu organe care nu sunt potrivite pentru utilizare clinică.
Scalare: de la laborator la volume utile clinic
Unul dintre progresele centrale este producția scalabil și uniform de organoizi. Comparativ cu zecile obținute prin metoda convențională, noul sistem permite fabricarea a până la 30.000 de organoizi într-un singur experiment, cu o reproductibilitate ridicată, aducând aplicarea sa mai aproape de studiile reglementate.
Elena Garreta și echipa IBEC subliniază faptul că standardizarea procesului reduce costurile și timpul, îmbunătățește controlul calității și facilitează utilizările translaționale, cum ar fi detectarea drogurilor, modelarea bolilor și condiționarea celulară ex vivo a organelor.
Colaborarea cu INIBIC din A Coruña, ONT și Institutul de Sănătate Carlos III a fost esențială pentru implementarea protocolului într-un mediu... Chirurgical realist, cu perfuzie normotermică și reimplantare, precum și pentru a evalua riguros răspunsul imunologic.
Ce înseamnă acest lucru pentru medicina de transplant în Europa?
Deficitul de organe este o problemă tot mai mare. În Europa, mai mult de 77.000 personas Pacienții așteaptă un rinichi, iar în Spania există aproximativ 5.000 de pacienți pe lista de așteptare, în ciuda poziției de lider a țării în donarea de organe. La nivel global, în 2024 au fost efectuate 173.448 de transplanturi, o cifră pe care OMS estimează că acoperă doar 10% din cerere.
Posibilitatea tratării organelor înainte de implantare — repararea țesuturilor sau îmbunătățirea viabilității acestora — ar putea reduce respingerea organelor, scurta listele de așteptare și optimiza rezultatele. Această abordare completează strategii precum xenotransplantare, în care au existat deja experimente pe oameni cu organe porcine modificate, deși cu eficacitate limitată în timp.
În acest context, combinația de organoizi umani și perfuzie normotermică sugerează o utilizare imediată ca pod tehnologic: condiționarea organelor ex vivo pentru a le îmbunătăți calitatea înainte de grefare, fără a înlocui în prezent transplantul convențional.
Ceea ce încă nu știm și provocările științifice
Studiul este o demonstrație a conceptului cu urmărire până la 48 orePrin urmare, rămân deschise întrebări cu privire la persistența pe termen lung, funcționalitatea specifică atribuibilă organoizilor și integrarea lor vasculară. De asemenea, este necesară monitorizarea riscurilor potențiale, cum ar fi microemboliile, inflamația locală sau proliferarea necontrolată.
Din perspectiva patologiei renale, se subliniază faptul că, dacă siguranța și eficacitatea sa sunt confirmate, această abordare ar putea contribui la îmbunătățirea calității rinichilor. Liceul Banff (marker al leziunilor cronice) și reduce eliminarea. Până în prezent, nu există dovezi ale unei conexiuni stabile a organoidelor cu arteriolele aferente și eferente necesare pentru filtrare, un obiectiv critic pentru viitor.
Animalele din studiu au fost sacrificate pentru o analiză histopatologică detaliată a rinichiului reimplantat. Prin urmare, lipsesc date pe termen foarte lung și o evaluare sistemică completă pentru a exclude [posibilitatea reimplantării rinichiului]. diseminarea celulară la alte organe, o problemă cheie înainte de a lua în considerare studiile pe oameni.
Cine se află în spatele acestui lucru și ce urmează?
Lucrarea este condusă de IBEC, cu participarea INIBIC, CIBER-BBN, Universității din Barcelona, ISCIII, centre din Olanda și Belgia și a companiei. Tehnologie medicală EBERS, responsabil pentru aparatele de perfuzie. Cercetarea a fost coordonată conform unor standarde care permit transpunerea sa clinică viitoare.
Foaia de parcurs imediată implică testarea metodei pe organe umane aruncate, optimizați doza și distribuția de organoizi și extinderea perioadelor de monitorizare. Scopul strategic este de a utiliza aceste intervenții celulare pentru regenerarea sau repararea rinichilor destinați transplantului și de a prelungi durata de viață a grefelor.
Cu prudență și pași mici, progresul plasează Spania și Europa într-o poziție proeminentă în medicina regenerativa aplicată transplantului de rinichi, deschizând o cale realistă pentru creșterea disponibilității organelor și îmbunătățirea calității acestora în sala de operație.