Die hochmodernen Zelltherapien, die darauf abzielen, Amerikas Organknappheit zu lindern

Obwohl die Vereinigten Staaten die wohlhabendste Nation der Welt sind. Nieren sind , gefolgt von Lebern. Während die Leber das einzige menschliche Organ ist, von dem bekannt ist, dass es sich selbst regenerieren kann, ist die einzige Behandlung eine Transplantation, wenn Sie Ihr Organ lange genug schwer genug schädigen – wie etwa 30 Millionen Amerikaner. Ich gehe davon aus, dass die Ärzte bei Ihnen bleiben. Jedes Jahr übersteigt die Nachfrage nach Ersatzlebern das Angebot um Zehntausende.

„Nur ein Drittel derjenigen, die auf der Warteliste für Lebertransplantationen stehen, wird transplantiert, und die Nachfrage nach Lebern wird in den nächsten 20 Jahren voraussichtlich um 23 Prozent steigen“, stellte ein multidisziplinäres Forscherteam 2016 fest . „Der Spenderpool wird aufgrund der Fettleibigkeitsepidemie voraussichtlich weiter schrumpfen, was das Problem des Organmangels verschärft. Lebersteatose [aka ] kommt bei Spendern immer häufiger vor und ist ein signifikanter Risikofaktor bei Lebertransplantationen.“

Um diesen kritischen Mangel anzugehen, stellen die Autoren der Studie fest, dass Ärzte eine Vielzahl von hochmodernen Therapien untersucht haben, von Zellrepopulation und Gewebezüchtung, Nanopartikeln bis hin zu Genomik, mechanischen Hilfsmitteln bis hin zu aus Schweinen stammender Xenotransplantation, alle mit unterschiedlichem Erfolg. Zelluläre Repopulation wird seit Jahren verwendet, ein Verfahren, bei dem gesunde Leberzellen durch eine Pfortader in das geschädigte Organ des Patienten injiziert werden, wo sie sich an das vorhandene Zellgerüst anheften und zu neuem, funktionsfähigem Lebergewebe heranwachsen.

„Die Schaffung einer sofort verfügbaren und unerschöpflichen Versorgung mit funktionierenden Leberzellen aus körpereigenem Gewebe würde eine frühzeitige Intervention bei Patienten mit Leberversagen ermöglichen und es ermöglichen, Leberzellen über einen längeren Zeitraum zu infundieren“, stellen die Autoren der Studie von 2016 fest. „In Kombination mit den jüngsten Fortschritten in der Genom-Editing-Technologie könnten solche Leberzellen in großem Umfang eingesetzt werden, um verheerende Leber-basierte angeborene Stoffwechselstörungen zu behandeln und die Notwendigkeit einer lebenslangen Behandlung mit immunsuppressiven Medikamenten und deren Komplikationen zu beseitigen.“ Der Nachteil dieser Technik ist die Geschwindigkeit, mit der sich die Spenderzellen vermehren, was sie zu einem schlechten Mittel gegen akutes Leberversagen macht.

Auf extrazellulären Vesikeln basierende Therapien hingegen nutzen die intrazellulären Kommunikationswege des Körpers, um Medikamente mit „hoher Bioverfügbarkeit, außergewöhnlicher Biokompatibilität und geringer Immunogenität“ abzugeben, so 2020 . „Sie bieten ein Mittel für die interzelluläre Kommunikation und die Übertragung bioaktiver Verbindungen zu Zielgeweben, -zellen und -organen“, darunter „Fibroblasten, neuronale Zellen, Makrophagen und sogar Krebszellen“.

EVs sind die Postbriefe, die Zellen sich gegenseitig schicken. Sie sind in verschiedenen Größen von 30 bis 1000 nm erhältlich und haben Außenmembranen, die mit mehreren Haftproteinen besetzt sind, die ihnen den Eintritt in eine beliebige Anzahl verschiedener Zelltypen ermöglichen. Unter Ausnutzung des biologischen Äquivalents zum Schlüsselbund eines Hausmeisters haben Forscher damit begonnen, therapeutische Nanopartikel in Elektrofahrzeuge zu stecken und sie zu verwenden, um diskret Behandlungen in die Zielzellen zu injizieren. Diese Behandlungen befinden sich jedoch noch im Versuchsstadium und sind am wirksamsten gegen akutes Leberversagen und angeborene Stoffwechselerkrankungen und nicht gegen Leberversagen im Endstadium.

Mechanische Hilfsmittel, das hepatozytäre Äquivalent zu einem Dialysegerät, wie z (SRBAL, oben) sind ideal für die Behandlung von Fällen von akutem Leberversagen, da sie in der Lage sind, die gesamte Leberfunktion des Patienten extern und sofort zu übernehmen. Solche Verfahren sind jedoch sowohl teuer als auch vorübergehend. Das SRBAL kann einen Patienten nur bis zu zwei Wochen unterstützen, wodurch es eher dazu geeignet ist, jemanden am Leben zu erhalten, bis ein Spender gefunden werden kann, und nicht als permanente, schrittmacherähnliche Lösung.

Das hat sich ebenfalls als vielversprechend erwiesen, obwohl sie sich ebenfalls noch in der frühen Entwicklung befinden und größtenteils noch nicht annähernd bereit für eine breite Einführung sind. Interspezies-Transplantationen unter Verwendung von gentechnisch veränderten Schweineorganen werden im vergangenen Januar von Chirurgen durchgeführt (obwohl er zwei Monate später an Komplikationen starb). Schwein und wurden in ähnlicher Weise in menschliche Empfänger transplantiert, oft mit weniger drastischen Nebenwirkungen als dem Tod.

Unabhängig davon, woher das transplantierte Organ stammt, ist es immer mit einem erheblichen chirurgischen Eingriff verbunden, es in den Patienten zu bringen. Allerdings ist die stellte kürzlich seine nicht-invasive Lösung vor: Den Körper des Patienten dazu zu bringen, eine Reihe von ektopischen Miniatur-Leber-„Organoiden“ zu züchten wie eine Ernte blutscheuer Kartoffeln.

Für diejenigen unter Ihnen, die durch die Biografie der High School gedöst sind, eine kurze Zusammenfassung der Begriffe. Das Lymphsystem ist ein Teil des Immunsystems, das dazu dient, etwa 20 Liter zu zirkulieren im ganzen Körper, nehmen Sie überschüssiges auf zurück in den Blutkreislauf und inkubieren kritische Lymphozyten wie . Organoide hingegen sind es das , tun dies jedoch ektopisch, da sie in einem anderen Teil des Körpers als normale Leber funktionieren. Blutscheuerkartoffeln sind selbsterklärend.

„Grundsätzlich verwendet Lygenesis die Lymphknoten, die natürlichen Bioreaktoren Ihres Körpers, die typischerweise für T-Zellen verwendet werden“, sagte Michael Hufford, CEO und Mitbegründer des Unternehmens, gegenüber Engadget. „Wir haben dieselbe Biologie entführt, wir verpflanzen unsere Therapien in die Lymphknoten, um funktionierende ektopische Organe wachsen zu lassen.“

„Wir verwenden ein ambulantes endoskopisches Ultraschallverfahren, bei dem wir mit endoskopischen Standardgeräten durch den Mund des Patienten gehen“, fuhr Hufford fort. „Wir pflanzen uns dort in wenigen Minuten unter leichter Sedierung ein, es ist also ein sehr geringes medizinisches Risiko und auch wirklich recht günstig.“ Er stellt fest, dass die durchschnittlichen Kosten für eine ordnungsgemäße Lebertransplantation im Krankenhaus Sie um rund eine Million Dollar zurückwerfen. Das ambulante Verfahren von Lygenesis „wird mit ein paar Tausend oder so in Rechnung gestellt“, sagte er.

Noch wichtiger ist, dass die Lygenese-Technik keine vollständige Spenderleber oder sogar einen großen Bruchteil davon erfordert. Tatsächlich kann jedes gespendete Organ auf mehrere Dutzend Empfänger aufgeteilt werden. „Mit unserer Technologie kann eine einzelne Spenderleber 75 oder mehr Patienten erreichen“, sagte Hofford. Der Prozess der Umwandlung einer einzelnen Spenderleber in all diese transplantierbaren Proben erfordert ein Team von drei Technikern, die mehr als sechs Stunden und 70 Schritte in Anspruch nehmen. Der Prozess beinhaltet keine Genmanipulation, wie z. B. CRISPR-Editierung.

Dieser Prozess ist durchaus notwendig, da Patienten keine kultivierbaren Leberzellen an sich selbst spenden können. „Sobald Sie eine Lebererkrankung im Endstadium haben, haben Sie normalerweise eine sehr “, bemerkte Hofford. “Es wird bei der geringsten Art von Eingriff bluten.” Selbst das einfache Sammeln von Zellproben kann schnell tödlich werden, wenn das falsche Organstück halbiert wird.

Und nicht nur die Transplantatempfänger selbst können nicht spenden. Hofford schätzt, dass zwischen 30 und 40 Prozent der gespendeten Lebern zu abgenutzt sind, um erfolgreich transplantiert zu werden. „Einer der Vorteile unserer Technologie ist, dass wir Organe verwenden, die gespendet wurden, aber ansonsten entsorgt werden“, sagte er.

Nach der Transplantation in einen Lymphknoten wächst und vaskularisiert das Leberorganoid im Laufe von zwei bis drei Monaten, bis es groß genug ist, um die bestehende Leber zu unterstützen. Hufford weist darauf hin, dass eine Leber selbst im Endstadium einer Erkrankung bis zu 30 Prozent ihrer ursprünglichen Funktionalität beibehalten kann, sodass diese Organoide das vorhandene Organ erweitern und unterstützen sollen, anstatt es vollständig zu ersetzen.

Die Lygenese befindet sich derzeit in Phase 2A der , was bedeutet, dass eine kleine Gruppe von vier Patienten jeweils eine einzelne Transplantation in einen Lymphknoten erhalten hat, der sich in ihrer zentralen Körperhöhle in der Nähe der Leber selbst befindet (der Körper hat mehr als 500 Lymphknoten und anscheinend diese Behandlung kann technisch auf jeden von ihnen abzielen). Sollte sich dieser erste Test als erfolgreich erweisen, erhalten nachfolgende Studiengruppen eine zunehmende Anzahl von Transplantationen, bis zu einem halben Dutzend, um dem Unternehmen und den Bundesbehörden dabei zu helfen, die optimale Anzahl von Organoiden zur Behandlung der Krankheit zu ermitteln.

Während die inhärenten regenerativen Fähigkeiten der Leber sie zu einem idealen Kandidaten für dieses Verfahren machen, entwickelt das Unternehmen auch ähnliche Behandlungen für die Nieren, die Bauchspeicheldrüse und die Thymusdrüse sowie für angeborene metabolische Lebererkrankungen wie z . Diese Bemühungen befinden sich alle in viel früheren Phasen der Entwicklung als die Leberarbeit des Unternehmens im Endstadium. „Innerhalb der nächsten fünf Jahre würden wir gerne sehen, dass unser Leberprogramm als neue biologische Therapie bei der FDA eingereicht und im Handel erhältlich ist“, sagte Hufford. „Ich denke, das wäre ein realistischer Zeitrahmen.“