Efortul național de a dezvolta rinichi bio-artificial implantabil atinge o etapă majoră

Disclaimer: Această pagină este o traducere automată a acestei pagini inițial în engleză. Vă rugăm să rețineți, deoarece traducerile sunt generate automat, nu toate traducerile vor fi perfecte. Acest site web și paginile sale web sunt destinate citirii în limba engleză. Orice traducere a acestui site și a paginilor sale web poate fi inexactă și inexactă, în totalitate sau parțial. Această traducere este furnizată într-o practică.

Proiectul pentru rinichi, un efort național de a dezvolta un rinichi bio-artificial implantabil care ar putea elimina necesitatea dializei, va anunța o etapă majoră într-o prezentare din 7 noiembrie 2019 la conferința Societății Americane a Săptămânii 2019 la Washington, DC rinichi de nefrologie.

Echipa va raporta că oamenii de știință de la UC San Francisco au implantat cu succes un prototip de bioreactor renal care conține celule funcționale renale umane la porci, fără probleme semnificative de siguranță. Dispozitivul, care are aproximativ dimensiunea unui pachet de cărți, nu a declanșat o reacție imună sau a provocat cheaguri de sânge la animale, o etapă importantă pe drumul către viitoarele încercări umane.

Aceasta este prima demonstrație că celulele renale pot fi implantate cu succes la un animal mare fără imunosupresie și să rămână suficient de sănătoase pentru a funcționa. Acesta este un pas principal pentru noi. Pe baza acestor rezultate, ne putem concentra acum pe mărirea bioreactorului și combinarea acestuia cu componenta de filtrare a sângelui rinichiului artificial. "

Shuvo Roy, dr., Co-conducător al proiectului pentru rinichi și membru al facultății în Departamentul de Bioinginerie și Științe Terapeutice, un Departament Comun al Școlilor de Farmacie și Medicină UCSF

Obiectivele proiectului UCSF-Vanderbilt Kidney pentru eliminarea dializei

Aproape 750.000 de americani - și două milioane de oameni din întreaga lume - sunt tratați pentru boala renală în stadiul final (ESRD), iar regimurile de boli renale cresc rapid, ducând la o lipsă urgentă de rinichi pentru transplant. Începând din 2016, în SUA erau disponibili doar 21.000 de rinichi donatori pentru transplant pe o listă de așteptare de aproape 100.000 și care se întindea între cinci și zece ani.

Majoritatea pacienților care așteaptă un transplant de rinichi supraviețuiesc prin tratamente lungi și greoaie de dializă de mai multe ori pe săptămână pentru a elibera toxine din sângele lor, dar dializa nu restabilește multe funcții esențiale ale rinichilor și, în medie, doar 35% dintre pacienții cu dializă rămân în viață după cinci ani. Dializa și alte daune pentru ESRD, care sunt acoperite universal de asigurările de sănătate, au costat 35 de miliarde de dolari în 2016, reprezentând șapte la sută din bugetul anual al planului de asigurări de sănătate.

Proiectul pentru rinichi [pharm.ucsf.edu/kidney] este condus de Roy și de nefrologul William H. Fissell, MD al Vanderbilt University Medical Center, care, de mai bine de un deceniu, lucrează la dezvoltarea unui rinichi organic. scopul eliminării dializei și atenuării penuriei de rinichi donatori.

Dispozitivul implantabil dezvoltat de proiectul pentru rinichi este format din două componente: un sistem de filtrare a sângelui numit hemofiltru, care îndepărtează toxinele din sânge prin trecerea acestuia prin membranele de siliciu fabricate cu pori în formă precisă la scară nanometrică; și un bioreactor, care conține celule renale umane cultivate destinate să îndeplinească alte funcții renale, cum ar fi menținerea unui volum adecvat de lichid și a tensiunii arteriale, reglarea nivelurilor de sare și producerea de hormoni esențiali.

După studii promițătoare la animale mari, sistemul de hemofiltrare a proiectului renal așteaptă în prezent aprobarea FDA pentru un studiu clinic inițial pentru a evalua siguranța acestuia. Tehnologia bioreactorului a fost verificată în experimente de laborator, dar până acum nu a fost implantată la animale.

Bioreactor care conține celule renale umane implantat la porci fără răspuns imun sau cheaguri de sânge

În prezentarea proiectului pentru rinichi Kidney Week din 7 noiembrie, Rebecca Gologorsky, MD, o inovație chirurgicală similară UCSF din echipă, va arăta cum membranele de siliciu din interiorul bioreactorului protejează celulele umane rinichii se leagă de sistemul imunitar al gazdei, păstrând imunitatea transmisă de sânge celulele și proteinele din dispozitiv.

„A fost un graal sfânt al tratamentelor de transplant pentru a găsi modalități de a evita nevoia de medicamente imunosupresoare pe tot parcursul vieții, care sunt deseori necesare pentru a evita respingerea imunității”, a spus Roy. „Aceste medicamente nu numai că expun pacienții la infecții și alte efecte secundare dăunătoare, dar s-a demonstrat că dăunează direct celulelor și organelor transplantate, erodând beneficiul terapeutic al transplanturilor în timp. "

Un alt beneficiu major al evitării imunosupresiei este costul pentru pacienți, spune Roy: „Planul de asigurări de sănătate acoperă în prezent dializa pe toată durata, dar medicamentele imunosupresoare sunt acoperite doar în primii trei ani după transplant. Mulți pacienți cărora li se administrează transplant de rinichi distrug în cele din urmă noul organ deoarece nu și-au putut permite medicamentele imunosupresoare necesare pentru a-l menține sănătos. "

Echipa lui Roy a proiectat cu atenție prototipul bioreactorului pentru a evita declanșarea cheagurilor de sânge care ar putea duce la embolie pulmonară sau accident vascular cerebral, o provocare majoră cu care se confruntă toți pacienții cu implanturi medicale pe termen lung. Ei au realizat acest lucru prin placarea filtrelor de membrană de siliciu care intră în contact cu sângele cu molecule prietenoase din punct de vedere biologic și prin proiectarea dispozitivului pentru a evita fluxul de sânge turbulent care poate declanșa, de asemenea, coagularea.

„Nu am putut folosi straturile normale de sânge-sânge care au fost dezvoltate pentru valvele cardiace, catetere și alte dispozitive, deoarece sunt atât de groase încât ar bloca complet porii membranelor noastre de siliciu”, a spus Roy. „Una dintre realizările noastre a fost să adaptăm chimicul de suprafață al tehnicianului„ A ”pe membranele noastre de siliciu, ceea ce le face să pară biologic prietenoase cu sângele. "

Rezultatele, spune Roy, explică progresul către trifecta clinică a „proiectului renal”: un dispozitiv alimentat de inimă care funcționează fără baterii sau alte legături externe care ar putea introduce riscul de infecție și care poate curăța sângele fără anti -medicamente de respingere sau anticoagulante.

Cercetătorii urmăresc acum să redimensioneze prototipul bioreactorului pentru a conține mai multe celule pentru a testa dacă dispozitivul implantat poate completa funcția renală la animale cu insuficiență renală, cu scopul final de a muta dispozitivul în cele din urmă la studii umane.

„Promovarea terapiei celulare complexe ca aceasta în clinică nu va fi o sarcină nesemnificativă - de exemplu, va necesita investiții considerabile în producția și caracterizarea celulelor în instalațiile reglementate de GMP pentru a evita orice posibilitate de contaminare”, a spus Roy. „Acum am confirmat că suntem pe drumul cel bun pentru a merge mai departe cu aceste eforturi. "