Yapay Akciğer Üretip, Nakletmek Mümkün Mü?

Hücre dışı akciğer iskelelerinde üretilen tüm biyomühendislik ürünü akciğerlerin (BEL) küçük hayvan modellerine nakli yapılmış, ancak bu akciğerlerdeki intravasküler koagülasyon ve pulmoner ödeme yol açan endotelyal bariyer fonksiyonundaki bozukluklar nedeniyle nakiller başarısız olmuştur. Doku sağ kalımını destekleyecek ve fizyolojik basınçları sızıntıya dayanacak şekilde kusursuz mikrovasküler yapıların üretilememesi doku mühendisliği alanında karşılaşılan temel bir sorundur. Mikrovasküler yapı, BEL üretimi için kritik bir öneme sahiptir, bu da uygun bir gaz değişimini sağlamak için, dolaşım ve solunum sistemlerinde doku sağlığını ve koordinasyonunu desteklemek için sistemik dolaşım gerektirir. Şu ana kadar hiçbir yöntem nakilden sonra BEL'lerin uzun dönem sağ kalımını mümkün kılamamıştır.

Akciğere gazın pasif difüzyonunu inceleyen bir çalışma, pulmoner arterin ligasyonu gibi bir vasküler destek olmadan geçen süre boyunca, vaskülarize olmayan akciğerlerin yaşayabileceğini düşündürmektedir. Yapılan yeni bir çalışmada araştırmacılar nakilden sonra BEL büyümesini ve sağ kalımı desteklemek için bağışıklığı baskılanmamış domuzlarda bronşiyal sistemik dolaşımı geliştirmeye odaklandı. Bir havayolu anastomozu olan ancak bir vasküler (pulmoner) anastomozu olmayan BEL transplantasyonunun fizibilitesini belirlemek için bir pilot çalışma gerçekleştirildi. Araştırmacılar, doku sağ kalımını desteklemek için kollateral sistemik dolaşımın gelişimine odaklandılar.

Ekilen Bakteri Florası

BELler, 6 domuz için bir sol akciğer pnömonektomisinden izole edilen otolog hücreler kullanılarak oluşturuldu. 30 günlük biyoreaktör kültürü sırasında, büyüme faktörü yüklü mikropartiküller kullanılarak sistemik damar gelişimini kolaylaştırıldı. Nakilden 10 saat, 2 hafta, 1 ay ve 2 ay sonra alıcı hayvanlarda sağkalım, otogreft (BEL) vasküler ve parankimal doku gelişimi, greft reddi ve mikrobiyom yeniden yapılandırılması değerlendirildi. BEL, nakilden 2 hafta sonra vaskülarize oldu ve tüm hayvanlarda alveolar doku oluşumu gözlendi (n = 4). Transplantasyon reddi belirtisi yoktu. BEL, nakilden sonra gelişmeye devam etti ve hücre proliferasyonunu veya akciğer ve vasküler doku gelişimini hızlandırmak için eksojen büyüme faktörlerinin eklenmesini gerektirmedi. Çalışmada ayrıca nakil sırasında steril olan BEL’lere akciğerin doğal bakteriyel florası ekildi ve bakterilerin kolonize olması sağlandı.

Araştırmacılar uyguladıkları bu yaklaşımın, BEL transkriptomunun incelemesine, transplantasyon sonrası BEL doku gelişimini değerlendirmeye, BEL immün yanıtını incelemeye, akut ve kronik reddi değerlendirmeye ve BEL içinde mikrobiyomun yeniden oluşumunu incelemeye olanak sağladığını belirttiler.