Advancing Tissue Engineering durch den Bau Bessere Blutgefäße

Eines der größten Hindernisse für die wachsende neue Organe - Ersatz Herz, Lungen und Nieren - ist die Schwierigkeit, die Forscher stellen in den Aufbau der Blutgefäße , die die Gewebe am Leben zu erhalten , sondern neue Erkenntnisse aus der University of Michigan konnte zur Überwindung dieser Hürde .

"Es ist nicht gerade genug, um ein Stück Gewebe , das wie Ihre gewünschte Ziel funktioniert ", sagte Andrew Putnam, UM Professor für Biomedizintechnik . "Wenn du nicht ernähren Sie es nicht mit Blut von Vaskularisierung es , es ist nur noch so groß wie der Kopf eines Stiftes sein.

" Aber wir brauchen ein Herz, das diese große ist , " fügte er hinzu und hob die Faust.

Mehr sofort , Ärzte und Forscher glauben, herauszufinden, wie man wachsen Arbeitsblutgefäßekönnte die Behandlung von Krankheiten , die das Kreislaufsystem beeinflussen , wie Diabetes zu bieten. Vielleicht ist der richtige Medikament oder Injektion konnten die Patienten die Füße von Amputation retten.

Putnam und seine Kollegen haben gezeigt, warum einer der führenden Ansätze zum Aufbau der Blutgefäße nicht konsequent arbeiten : Es macht undichte Schläuche . Sie zeigten auch, wie adulte Stammzellen könnte dieses Problem lösen . Ein Papier über die Ergebnisse werden online veröffentlicht in Tissue Engineering Teil A ,und wird in einer der nächsten Print-Ausgabe erscheint .

Heute sind biomedizinische Forscher unter zwei Hauptansätze zur wachsenden neuen Kapillaren , der kleinsten Blutgefäße und die für den Austausch von Sauerstoff, Kohlendioxid und Nährstoffen zwischen Blut und Muskeln oder Organen verantwortlich.

Eine Gruppe von Forschern entwickelt Arzneimittelverbindungen , die bestehende Schiffe signalisieren , in neue Zuflüsse verzweigen würde . Diese Verbindungen - in der Regel Proteinwachstumsfaktoren- imitieren , wie Krebs Tumor Zellen rekrutieren Blutgefäße.

Die andere Gruppe , die den UM- Team gehören , wird unter Verwendung eines zellbasierten Verfahren . Diese Technik beinhaltet die Injektion Zellen innerhalb eines Gerüstträgerin der Nähe der Stelle, wo Sie neue Kapillaren zu materialisieren wollen . In Putnams Ansatz liefern sie Endothelzellen, aus denen sich die Gefäßauskleidung und Stützzellen . Ihre GerüstträgerFibrin ist ein Protein im menschlichen Körper , die Blutgerinnsel hilft .

" Die Zellen , was zu tun ", sagte Putnam . "Man kann diese Dinge wörtlich nehmen und mischen sie und setzte sie in einem Tier. , Es ist so einfach wie eine einfache Injektion und über ein paar Tage , bilden sie spontan neue Schiffe und eigene Gefäßsystem der Tiere verbindet sich mit ihnen . "

Aber es zeigt sich diese Schiffe nicht immer gedeihen. Die U- M -Team zielte darauf ab, herauszufinden, warum . Beim Lesen bisher veröffentlichten Ergebnisse , bemerkte Putnam , dass Forscher " einen Mischmasch aus Stützzellen ", und das Feld hatte wenig Aufmerksamkeit auf die am besten funktionieren bezahlt . Also das ist, wo er und seine Kollegen konzentrierten .

In ihren Experimenten , vermischt sie drei Rezepte der Blutgefäß -Starter -Lösungen , die jeweils mit einem anderen häufig verwendeten Stützzelltyp: Lungen-Fibroblasten , adulten Stammzellen aus Fett und adulten Stammzellen aus dem Knochenmark . Sie haben auch eine Version ohne Stützzellen überhaupt . Sie injizierten jede Lösung unter die Haut von Mäusen , und ermöglichte es den Blutgefäßen , um eine Frist von zwei Wochen zu bilden über . An verschiedenen Stellen in der Zeit, in der Tiere injiziert sie einen Markierungsfarbstoff ' Zirkulation , damit sie sehen, wie gut die gentechnisch Kapillaren statt Blut, und ob sie die Tiere verbunden sind ' bestehende Gefäßnetze .

Die Forscher fanden heraus , dass die Lösung, die keine Stützzellen und dem mit den produzierten unreif, unförmig menschlichen Kapillaren, die ausgetretene Lungenfibroblasten . Sie konnten sagen, weil die Markierungsfarbstoff gebündelt im Gewebe um die neuen Schiffe . Auf der anderen Seite , die Lösungen mit beiden Arten von adulten Stammzellen entstand robust menschlichen Kapillaren, die Blut und Farbstoff in ihnen gehalten .

Das Papier stellt fest, dass eine beliebte Methode biomedizinische Ingenieure verwenden, um den Erfolg ihrer Bemühungen zu überprüfen - Zählen von Blutgefäßen- vielleicht nicht die ideale Maßnahme sein. Die adulten Stammzellen Lösungen produziert weniger Blutgefäße als die anderen, in einem Fall weniger als die Hälfte . Aber die Schiffe bauen sie taten waren stärker . Und auf eine weitere Analyse , die Forscher fanden Hinweise, dass die adulten Stammzellen können möglicherweise in die Art von reifen , glatten Muskelzellen , die größer sind Blutgefäße unterstützen zu unterscheiden.

" Die adulten Stammzellen aus Fett und Knochenmark beide gleich gut , " sagte Putnam . " Wenn wir diese klinisch in fünf bis 10 Jahren nutzen wollen, ich denke, es ist von entscheidender Bedeutung für das Feld , um auf einem Träger Zelle, die tatsächlich einige Stammzelleigenschaften zu konzentrieren. "

Auf der Straße , sieht Putnam , dass die Ärzte könnten diese Unterstützung Zellen aus einzelnen Patienten selbst erhalten - entweder von ihrem Knochenmark oder Fett - und dann spritzen sie in der Nähe der Stelle, wo die neuen Blutgefäßen notwendig sind.