Forscher die kritischen ersten Schritt zur Verwendung von tierischem Gewebe Transplantation zur Behandlung von Nierenversagen.
St. Louis, 21. Juni, 2004 - Wachsende neue Organe an die Stelle von beschädigten oder kranken sind in Bewegung ist aus Science-Fiction zur Realität, nach den Forschern in Washington University School of Medicine in St. Louis.
Wissenschaftler haben bisher gezeigt, dass embryonale Gewebe-Transplantation kann verwendet werden, um wachsen neue Nieren innerhalb Ratten. In ihrer neuesten Studie, aber sie setzen die neuen Nieren zu einem noch nie da gewesenen und kritische Prüfung, die Beseitigung der Ratte den ursprünglichen Nieren und der Platzierung der neuen Nieren in der Lage sein, mehr als für sie. Die neue Nieren waren in der Lage, erfolgreich Erhaltung der Ratten für eine kurze Zeit.
"Wir wollen herausfinden, wie Sie wachsen neue Nieren beim Menschen, und das ist ein sehr wichtiger erster Schritt", sagt Marc R. Hammerman, MD, Professor der Chromalloy von Nierenerkrankungen und Leiter der Studie. "Diese Ratten leben sieben bis acht Tage nach ihrer ursprünglichen Nieren entfernt wurden, lange genug für uns zu wissen, dass ihre neue Niere funktioniert."
Die Studie erscheint in der Juli / August Ausgabe der Organogenese, eine neue wissenschaftliche Zeitschrift. Es ist auch online verfügbar.
Hammerman ist führend in der wachsenden Bereich der Organogenese, das sich auf die wachsenden Organe aus Stammzellen und anderen embryonalen Zelle Cluster bekannt als Organ Primordia. Im Gegensatz zu Stammzellen, Orgel Primordia kann nicht zu jedem Zelltyp - sie gesperrt sind immer in einem bestimmten Zelltyp oder ein von einer Reihe von Zelltypen, die ein Organ.
"Wachsende eine Niere ist wie zu konstruieren, ein Flugzeug - Sie können nicht nur einen einzigen Teil wie ein Propeller, müssen Sie bauen verschiedene Teile und Systeme und sie alle zusammen arbeiten ordnungsgemäß," Hammerman erklärt. "Zum Glück, Nieren Primordia bereits wissen, wie sie wachsen verschiedenen Teilen und Selbst-Montage in eine Niere - wir müssen nur damit sie die richtigen Signale und ein wenig Hilfe an verschiedenen Stellen."
Für die Studie, Hammerman und Mitverfasser Sharon Rogers, Forschungs-Instruktor in der Medizin, gab Primordia Nieren-Transplantation zu 5 - und 6-Wochen alten Ratten. Vor der Aufnahme, Wissenschaftler durchnäßte der Transplantations-Gewebe in eine Lösung, die mehrere menschliche Faktoren Wachstum, Proteinen und Hormonen. Eine der Ratten "Original Nieren entfernt wurde zur gleichen Zeit.
Drei Wochen nach der Transplantation, Forscher im Zusammenhang der neuen Nieren zu der Blase und verwaltet eine zweite Dosis von Wachstumsfaktoren.
Etwa fünf Monate nach der Transplantation, Wissenschaftler entfernt die verbleibenden ursprünglichen Niere bei der Kontrolle und experimentelle Ratten. Damit lösen Unsicherheit über die Nieren-Funktionen sind entscheidend für die Erhaltung von Leben, Wissenschaftler schneiden die Verbindungen zwischen der Blase und der Nieren neuen in einem Teil der experimentellen Ratten.
Ratten ohne neue Nieren lebte für zwei bis drei Tage, und Ratten, deren neue Nieren wurden von den Blasen lebte nicht mehr. Aber die Ratten mit neuen Nieren an ihre Blasen lebte sieben bis acht Tage.
"Dies sagt uns, dass die Produktion von Urin-Funktionen der Niere sind der Schlüssel zur Erhaltung des Lebens", sagt Rogers.
"Sieben bis acht Tage Mai nicht scheinen wie eine lange Zeit", ergänzt Hammerman. "Doch das, was wir getan haben, ist so ähnlich wie bei der Schaffung des ersten Flugzeuges und aus denen hervorgeht, dass sie fliegen kann, wenn auch nur für ein paar Minuten noch einmal. Es ist nur als revolutionär."
In dieser Studie und in anderen früheren Forschung, Hammerman und Rogers festgestellt haben, dass die neu gewachsen Nieren können viele wesentliche Nieren-Funktionen.
"Zum Beispiel haben wir gezeigt, dass sie ausscheiden Inulin, einem inerten Zucker, dass wir spritzen in eine Ratte die Blutbahn", sagt Hammerman. "Dies zeigt, dass die Nieren sind Filter das Blut."
Wenn Wissenschaftler injizierten den Ratten mit einer anderen Verbindung bekannt als p-aminohippurate, der Niere begann zu sezernieren es in den Urin.
Neben der Ausscheidung und Filtrierung, die neue Niere hat auch zu reabsorb Salze, Wasser und wichtige Nährstoffe. Die Forscher haben gezeigt, dass die neue Nieren reabsorb kann sowohl Wasser als auch der Nährstoff Phosphor.
Hammerman, der Direktor der Abteilung Nieren an der Schule des Affiliate-Barnes-Jewish Hospital, Hoffnungen zu nutzen Tier-zu-Mensch-Transplantationen, bekannt als Xenotransplantate, wie eine Lösung für chronische Mangel an Organspenden.
"Jedes Jahr werden etwa 10.000 Nieren zur Verfügung stehen für die Transplantation in Patienten mit terminaler Nierenerkrankung Stadium", sagt Hammerman. "Aber die Wartelisten für Nieren-Transplantation kann so hoch wie 100.000 Personen, und die meisten Patienten sterben an der Krankheit, bevor ein Organ zur Verfügung steht."
Nierenfunktion bei Schweinen ist ähnlich wie beim Menschen, und Hammerman des eventuellen Ziel ist die Nutzung von embryonalen Schwein Gewebe Transplantation zu helfen Nierenversagen Patienten länger leben.
Arbeiten mit embryonalen Gewebe, die wachsen in Organen im Inneren des Patienten können Hammerman vermeiden hyperacute und vaskuläre akute Ablehnung, zwei Immunsystem Antworten, können zerstören Xenotransplantate. In diesen beiden Antworten, die körpereigene Immunsystem erkennt die Blutgefäße der transplantierten Gewebe als Außen-und Angriffe werden.
"Diese zwei Arten von Ablehnung bislang war es unmöglich, xenotransplant voll und ganz gewachsen Nieren," Hammerman erklärt. "Aber wir können verhindern, dass dieser durch das Umpflanzen embryonalen Nieren, bevor Blutgefäße entwickeln."
Die Primordia sind klein genug, dass das Überleben aufrechterhalten werden kann nach der Transplantation durch Diffusion von Sauerstoff und Nährstoffen. Die transplantierten Zellen gewinnen das Wachstum neuer Blutgefäße aus dem Gastland, wie sie wachsen in einer reifen Orgel.
Hammerman stellt fest, dass Empfänger von embryonalen Xenotransplantate, wird noch am Immun-Unterdrückung Drogen zu verhindern, dass akuter, eine dritte Art von Immunantwort, die direkt Angriffe transplantierte Gewebe. Aber Empfänger von menschlichen Nieren-Transplantation müssen auch immun Unterdrückung Drogen.
Hammerman und Rogers veröffentlicht ihren ersten Bericht über die wachsende Nieren in 1998. Sie arbeiten derzeit an der perfekten Schweine-to-Ratte Xenotransplantation von Nieren-Primordia. Wenn sie können das Leben verlängern in pig-to-Ratte Transplantate, die nächsten Schritte sind Schweine-to-Primaten und dann Schwein-zu-Mensch-Transplantationen.
"Therapien auf der Grundlage von wachsenden neue Organe werden Teil der Mainstream-medizinische Praxis von der Mitte des 21. Jahrhunderts", prophezeit Hammerman, der auch arbeiten an der Entwicklung Ansätze für den Anbau eine neue Bauchspeicheldrüse als Behandlung für Diabetes.
Rogers SA, Hammerman MR. Verlängerung des Lebens in anephrischen Ratten folgenden de novo Nieren-Organogenese. Organogenese, Juli / August 2004.
Finanzierung durch die National Institutes of Health.
Die Vollzeit-und Freiwilligen Fakultät der Washington University School of Medicine sind die Ärzte und Chirurgen von Barnes-jüdische und St. Louis Children's Krankenhäusern. Die Schule der Medizin ist einer der führenden medizinischen Forschung, Lehre und Patientenversorgung Institutionen in der Nation, die derzeit an zweiter Stelle in der Nation von US News & World Report. Durch seine Partnerschaften mit Barnes-jüdische und St. Louis Children's Krankenhäusern, die School of Medicine steht im Zusammenhang mit BJC HealthCare.
Kontakt: Michael C. Purdy
purdym@wustl.edu
314-286-0122
Washington University School of Medicine