I en ny studie, Tel Aviv University forskare avslöjar hur de uppfann det första helt personliga vävnadsimplantatet, konstruerad från en patients egna material och celler. Den nya tekniken gör det möjligt att konstruera alla typer av vävnadsimplantat från en liten fettvävnadsbiopsi.
"Vi kunde skapa en personlig hydrogel från materialen i biopsi, att differentiera fettvävnadsceller till olika celltyper och att konstruera hjärt-, ryggrad, kortikala och andra vävnadsimplantat för att behandla olika sjukdomar, " säger prof. Tal Dvir vid TAU:s institution för bioteknik, Institutionen för materialvetenskap och teknik, Center for Nanoscience and Nanotechnology och Sagol Center for Regenerative Biotechnology, som ledde forskningen för studien.
"Eftersom både cellerna och materialet som används härrör från patienten, implantatet framkallar inte ett immunsvar, säkerställa korrekt regenerering av det defekta organet, " säger Prof. Dvir.
Forskningen har utförts av Prof. Dvirs postdoktor Reuven Edri och doktoranderna Nadav Noor och Idan Gal, i samarbete med Prof. Dan Peer och Prof. Irit Gat Viks från TAU:s avdelning för cellforskning och immunologi och Prof. Lior Heller från Assaf HaRofeh Medical Center i Israel. Den publicerades nyligen i Avancerade material .
För närvarande, inom vävnadsteknik för regenerativ medicin, celler isoleras från patienten och odlas i biomaterial för att samlas till en funktionell vävnad. Dessa biomaterial är alltid antingen syntetiska eller naturliga, härrör från växter eller djur. Efter transplantation, de kan inducera ett immunsvar som leder till avstötning av den implanterade vävnaden. Patienter som får manipulerade vävnader eller andra implantat behandlas med immunsuppressorer, som i sig äventyrar patientens hälsa.
"Med vår teknik, vi kan konstruera vilken vävnadstyp som helst, och efter transplantation kan vi effektivt regenerera alla sjuka eller skadade organ – ett hjärta efter en hjärtattack, en hjärna efter trauma eller med Parkinsons sjukdom, en ryggmärg efter skada, " säger prof. Dvir. "Dessutom, vi kan konstruera adipogena (fettvävnad) implantat för rekonstruktiva operationer eller kosmetika. Dessa implantat kommer inte att avvisas av kroppen."
Forskarna extraherade en liten biopsi av fettvävnad från patienter, sedan separerade dess cellulära och a-cellulära material. Medan cellerna omprogrammerades för att bli inducerade pluripotenta stamceller – kan de göra celler från alla tre grundläggande kroppslagren, så de kan potentiellt producera vilken cell eller vävnad som helst som kroppen behöver för att reparera sig själv – det extracellulära materialet bearbetades för att bli en personlig hydrogel. Efter att ha kombinerat de resulterande stamcellerna och hydrogelen, forskarna konstruerade framgångsrikt de personliga vävnadsproverna och testade patienternas immunsvar mot dem.
Forskarna är för närvarande engagerade i att regenerera en skadad ryggmärg och ett infarktat hjärta med ryggmärg och hjärtimplantat. De har också börjat undersöka potentialen hos humana dopaminerga implantat för att behandla Parkinsons sjukdom i djurmodeller.
Forskarna planerar att regenerera andra organ, inklusive tarmar och ögon, med hjälp av patienternas egna material och celler. "Vi tror att tekniken för att konstruera helt personliga vävnadsimplantat av alla slag kommer att tillåta oss att regenerera vilket organ som helst med en minimal risk för immunsvar, " avslutar Prof. Dvir.
