Kinder Chirurg sieht die fetalen Zellen zu reparieren Geburt Mängel Die Forscher am Children's Hospital Boston Bericht mit Tissue Engineering zu rekonstruieren defekt Luftröhre (windpipes) in fetale Lämmer, erste mit Zellen aus dem Fruchtwasser zu wachsen Teile der Knorpel-Rohr, und dann diese Implantation leben Transplantationen in den Lämmern, während noch im Mutterleib.
Die Trachealintubation Reparatur-Technik ist eine von mehreren Tissue-Engineering-Ansätze Pionier auf Kinder, die den Fötus der eigenen Zellen, aus dem Fruchtwasser, dass sie umgibt, zu schaffen Patches zur Behebung der Geburt Mängel - in diesem Fall, sogar vor der Geburt. Pediatric Chirurg Dario Fauza, MD, der die Studie, wird das Team die Arbeit auf OOctober 8 an der American Academy of Pediatrics jährlichen Konferenz in Washington, DC.
Fruchtwasser ist leicht erhoben während der Schwangerschaft und enthält unspecialized Zellen, so genannte mesenchymale Stammzellen, die können viele der Gewebe erforderlich, um Reparaturen, Fauza sagt.
Während Trachealintubation Mängel sind selten, sie sind Leben bedrohen: Babys geboren mit unvollständig, fehlerhaft formatierte oder fehlende Luftröhre kann nicht atmen und muss sofort gehen auf Herz-Lungen-Bypass, der kann dazu führen, dass neurologische und andere Komplikationen. Chirurgen haben versucht verschiedene Fixes, wie Pfropfen in Stücken von der Baby Rippe oder Beckenknochen, mit synthetischen Substanzen wie Teflon, oder Implantation Stents (in der Hoffnung, dass Gewebe würde Narbe rund um die Stents und Form einer Röhre), aber mit begrenztem Erfolg.
"Dies sind alle behelfsmäßigen Lösungen, und sie sind voller Komplikationen - Infektion, Verengung der Luftröhre, reoperation", sagt Fauza. Arbeiten mit Schafen, als ein gutes Modell für den Menschen (Lämmer wachsen schnell und sind ähnlich in Größe für die menschliche Babys), Fauza Team erhalten eine kleine Menge von Fruchtwasser und isolierte mesenchymale Stammzellen. Mesenchymalen Stammzellen Abstieg direkt aus embryonalen Stammzellen und sind reichlich in der Fruchtwasser. Sie spezialisieren sich auf die Bindegewebe, einschließlich Muskel-, Knochen-, Knorpel-, Fett-und Sehne.
Fauza Team multipliziert die amniotic mesenchymalen Zellen in Kultur, dann "Samen" sie auf biologisch abbaubare Rohre der erforderlichen Abmessungen und Form. Die Röhren und Zellen wurden dann ausgesetzt zu Wachstum Faktoren, die zu dem mesenchymalen Zellen, sich in Knorpelzellen. Wenn die Engineered Transplantationen waren bereit, sie wurden verwendet, um rekonstruieren defekt Luftröhre in sieben fetale Lämmer. Vier bis fünf Wochen später, die Lämmer geboren wurden, und alle fünf Lämmer, die überlebt zu Begriff waren in der Lage zu atmen spontan bei der Geburt, vier von ihnen mit keinerlei Anzeichen von Atemnot. (Die anderen zwei Lämmer, Zwillinge, geboren wurden vorzeitig und nicht überleben.)
Während viele angeborene Defekte können repariert werden sicher nach der Geburt, Fauza's Ziel ist es fix Trachealintubation Mängel in utero. Sobald das Baby geboren ist, Trachea-Operation erfordert, dass das Baby werden intubierten und belüftet lange nach der Operation, während der Luftröhre heilt, kann dies dazu führen, dass viele Komplikationen, einschließlich Scheitern der Reparatur. Fetale Chirurgie würde diese Interventionen und ihre sich daraus ergebenden Probleme. "Der Fötus braucht nicht die Luftröhre, so dass die Reparatur hätte Zeit zu heilen in utero," Fauza erklärt. "Und fetalen Heilung ist sehr gut - es ist besser als Heilung für Erwachsene."
Fauza, deren Forschungs-Labor arbeitet eng mit Children's Advanced Fetal Care Center, wurde die Untersuchung der Idee der wachsenden neue Gewebe und Organe für diese kleinen Patienten für acht Jahre. Da die Tissue-Engineering-Transplantate werden aus der Baby eigenen Zellen, die vor der Geburt, gäbe es keine Gefahr des Immunsystems Ablehnung der Gewebe, und da fetale Zellen sind unreife und nicht vollständig spezialisiert, sie kann verwendet werden, um eine Vielzahl von Geweben.
Gegenwärtig sind die meisten Gewebe-Ingenieure nutzen erwachsenen Zellen, um ihre Labor-Gewebe gewachsen. Während Fauza hat auch Zellen aus dem Ohr und aus dem Knochenmark zur Ableitung von Knorpelzellen, Fruchtwasser ist viel leichter verfügbar. Millionen von schwangeren Frauen wählt zu haben Fruchtwasser, die für die Beurteilung der Mängel-Chromosom, das Verfahren bekannt als Amniozentese. Und wenn eine pränatale Ultraschall-Untersuchung zeigt, fetale Missbildungen, Amniozentese ist in der Regel empfohlen. Komplikationen sind selten.
"In vielen Fällen, die Fruchtwasser wird entnommen, trotzdem", sagt Fauza. "Es ist eine kostbare Ressource, die geworfen werden, aber sollte nicht sein."
Weniger als zwei Esslöffel von Fruchtwasser genug fetalen Zellen zur Reparatur ein Fehlbildung in utero oder nach der Geburt - möglicherweise, auch Jahre später, Fauza sagt. Er sieht eine Zukunft, in dem Fruchtwasser ist in Banken für jeden Einsatz. "Fetale Zellen sind die besten Zellen können Sie sich für Tissue Engineering", sagt er. "Sie wachsen sehr gut, und sie sind sehr Kunststoff - Sie können Trainer ihnen zu tun, was Sie wollen."
Im vergangenen Jahr, berichtete Fauza mit ähnlichen Techniken in der neugeborenen Lämmer zu reparieren angeborene Zwerchfellhernie (CDH), oder ein Loch in der Membran trennt, dass die Lunge aus dem viszeralen Organe. Wenn das Loch ist groß genug, den Magen und andere Organe der viszeralen können am Ende in die Brusthöhle, Verdrängung der Lunge und Wachstumsstörungen achten ihr Wachstum. Mit mesenchymalen Stammzellen aus Fruchtwasser, Fauza Team Engineered Sehne ein Patch für das Zwerchfell, ein Jahr später, die Lämmer "Membranen zeigten gute Heilung.
Die FDA ist nun der Überprüfung Fauza Antrag zur Durchführung einer klinischen Studie mit menschlichen Babys mit einer vorgeburtlichen Ultraschall-Diagnose von CDH, die Fruchtwasser wäre erhoben mehrere Monate vor der Geburt und ein Tissue-Engineering-Patch bereit, die für den Einsatz bald nach der Entbindung. Sein Team arbeitet auch an Stamm-zell-basierte, Tissue-Engineering-Transplantate zur Behebung Spina bifida (in dem die Wirbelsäule nicht vollständig während der Nähe fetale Entwicklung) und strukturelle Herzfehler, mit ähnlichen Prinzipien.
Gegründet in 1869 als ein 20-Bett Krankenhaus für Kinder, Children's Hospital Boston ist heute die führende Nation für Kinderkardiologie Medical Center, der größte Anbieter von Gesundheitsdienstleistungen, um Massachusetts Kinder, und die Hauptverantwortung für Kinderkardiologie Lehr-Krankenhaus der Harvard Medical School. Zusätzlich zu den 347 Kinder-und Jugendlichen stationäre Betten und ambulante umfassende Program, Children's beherbergt die weltweit größte Forschungs-Unternehmen basiert auf einer für Kinderkardiologie Medical Center, wo seine Entdeckungen profitieren sowohl Kinder als auch Erwachsene. Mehr als 500 Wissenschaftler, darunter acht Mitglieder der Nationalen Akademie der Wissenschaften, neun Mitglieder des Instituts für Medizin und 10 Mitglieder des Howard Hughes Medical Institute umfassen Children's Forschungs-Gemeinschaft. Für weitere Informationen über das Krankenhaus besuchen: childrenshospital.org / research.
Mary-Ellen Shay
mary.shay @ childrens.harvard.edu
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Children's Hospital Boston
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