„Inimă fantomă”: Construită din schele de porc și celule ale pacientului, această descoperire a inimii ar putea fi în curând gata pentru transplant la oameni

„De fapt, mi-a schimbat viața”, a spus Taylor, care a condus cercetările de medicină regenerativă la Texas Heart Institute din Houston până în 2020. „Mi-am spus: „O, Doamne, asta e viața.” Am vrut să aflu.” cum și de ce și recreează asta pentru a salva vieți.

Acest obiectiv s-a împlinit. Miercuri, la conferința Life Itself, un eveniment de sănătate și bunăstare prezentat în asociere cu CNN, Taylor a arătat publicului schela inimii unui porc infuzată cu celule stem umane, creând o inimă umană viabilă, care bate, pe care organismul nu o poate respinge. De ce? Pentru că este făcut din țesuturile acelei persoane.

„Acum ne putem imagina cu adevărat construirea unei inimi umane personalizate, luând transplanturi de inimă de la o procedură de urgență în care ești foarte bolnav, la o procedură planificată”, a spus Taylor audienței.

„Aceasta vă scade riscul prin eliminarea nevoii de medicamente (anti-respingere), prin folosirea propriilor celule pentru a construi acea inimă, reduce costul… și nu sunteți la spital la fel de des, așa că vă îmbunătățește calitatea viaţă.” ea a spus.

debutând Pe scenă se afla alături de ea BAB, un robot pe care Taylor l-a învățat cu minuțiozitate să injecteze celule stem în camerele inimii fantomă într-un mediu steril. Așa cum a urmărit publicul Life Itself BAB care operează într-un mediu steril, Taylor a arătat videoclipuri cu masa albă sidefată numită „inimă fantomă” care începe să devină roz.

“Aceasta este prima oportunitate de a vindeca cu adevărat ucigașul numărul unu al bărbaților, femeilor și copiilor din întreaga lume: bolile de inimă. Și apoi vreau să o fac disponibilă tuturor”, a spus Taylor în aplauze din partea publicului.

„Nu a renunțat niciodată”, a spus Michael Golway, principalul inventator al BAB și președinte și CEO al Advanced Solutions, care proiectează și creează platforme pentru construirea țesutului uman.

„În orice moment, dr. Taylor ar fi putut să spună cu ușurință „Am terminat, pur și simplu nu va funcționa”, că acele celule sunt fericite și cresc.

da naștere unei inimi

Fascinația lui Taylor pentru creșterea inimii a început în 1998, când făcea parte dintr-o echipă de la Universitatea Duke care a injectat celule într-o inimă de iepure defectă, creând un nou mușchi cardiac. Cu toate acestea, când au început încercările umane, procesul a fost imprevizibil.

„Puneam celule în regiunile deteriorate sau cicatrici ale inimii și speram că asta va depăși daunele existente”, a spus el pentru CNN. „Am început să mă gândesc: și dacă am putea scăpa de acel mediu prost și am putea reconstrui casa?”

Primul succes al lui Taylor a venit în 2008, când ea și o echipă de la Universitatea din Minnesota au spălat celulele din inima unui șobolan și au început să lucreze cu scheletul translucid care a rămas.

Curând, a trecut la utilizarea inimii de porc, datorită asemănării lor anatomice cu inimile umane.

„Luăm o inimă de porc și spălăm toate celulele cu un șampon ușor pentru copii”, a spus el. „Ceea ce a rămas a fost o matrice extracelulară, un cadru transparent pe care îl numim „inima fantomă”.

„Apoi am infuzat celulele vaselor de sânge și le-am lăsat să crească în matrice timp de câteva săptămâni”, a spus Taylor. „Aceasta a creat o modalitate de a alimenta celulele pe care urma să le adăugăm pentru că am restabilit vasele de sânge ale inimii”.

Următorul pas a fost să începem injectarea celulelor stem imature în diferitele regiuni ale schelei, „și apoi a trebuit să învățăm celulele cum să crească”.

“Trebuie să le stimulăm electric, ca un stimulator cardiac, dar foarte ușor la început, până când devin din ce în ce mai puternice. Mai întâi, celulele la un moment dat se contractă, apoi celulele la un alt punct se contractă, dar nu sunt apropiate”, el. spuse.Taylor. . “De-a lungul timpului, încep să se conecteze unul cu celălalt în pântece și aproximativ o lună și ceva, încep să bată împreună ca o inimă. Și să vă spun, este un moment „wow”!”

Dar acesta nu este sfârșitul „mamei” pe care Taylor și echipa ei au trebuit să o facă. Acum trebuie să hrănești inima în curs de dezvoltare, dându-i tensiune arterială și învățând-o să pompeze.

“Umplem camerele inimii cu sânge artificial și lăsăm celulele inimii să apese asupra acestuia. Dar trebuie să îi ajutăm cu pompe electrice, altfel vor muri”, a explicat el.

Celulele primesc și oxigen din plămânii artificiali. În primele zile, toți acești pași trebuiau monitorizați și coordonați manual 24/7, a spus Taylor.

„Inima trebuie să mănânce în fiecare zi și până când am construit piesele care făceau posibilă monitorizarea electronică a inimilor, cineva trebuia să o facă personal și nu conta dacă era Crăciun, Anul Nou sau ziua ta de naștere”, ea. spus. „A fost nevoie de grupuri extraordinare de oameni care au lucrat cu mine de-a lungul anilor pentru ca acest lucru să se întâmple”.

Dar odată ce Taylor și echipa ei au văzut rezultatele creșterii ei, orice sacrificiu pe care l-au făcut au devenit nesemnificative, „pentru că atunci se întâmplă frumusețea, magia”, a spus ea.

„Am injectat același tip de celule în toată inima, așa că toate au început în același mod”, a spus Taylor. „Dar acum, când ne uităm în ventriculul stâng, găsim celule cardiace din ventriculul stâng. Dacă ne uităm în atriu, ele arată ca celule cardiace atriale, iar dacă ne uităm în ventriculul drept, sunt celule cardiace din dreapta. ventricul”, a spus el. spus.

„Deci, de-a lungul timpului, s-au dezvoltat în funcție de locul în care se află și au ajuns să lucreze împreună și să devină o singură inimă. Natura este uimitoare, nu-i așa?”

Miliarde și miliarde de celule stem

Pe măsură ce creația sa a luat viață, Taylor a început să viseze la ziua în care inimile sale prototip ar putea fi produse în serie pentru miile de oameni de pe listele de transplant, dintre care mulți mor în așteptare. Dar cum scapi o inimă?

„Mi-am dat seama că pentru fiecare gram de țesut cardiac pe care l-am construit, avem nevoie de un miliard de celule cardiace”, a spus Taylor. „Asta însemna că pentru o inimă umană de mărimea unui adult am avea nevoie de până la 400 de miliarde de celule individuale. Acum, majoritatea laboratoarelor lucrează cu aproximativ un milion de celule, iar celulele inimii nu se divid, ceea ce ne-a lăsat cu dilema: unde se află celulele. vine din?

Răspunsul a venit atunci când cercetătorul biomedical japonez dr. Shinya Yamanaka a descoperit că celulele adulte ale pielii umane ar putea fi reprogramate pentru a se comporta ca celule stem embrionare sau „pluripotente”, capabile să devină orice celulă din organism. Descoperirea din 2007 ia adus omului de știință un premiu Nobel, iar „celulele stem pluripotente induse (iPS)” au devenit curând cunoscute sub numele de „factori Yamanaka”.

„Acum, pentru prima dată, am putea lua sângele, măduva osoasă sau pielea unei persoane și am putea crește celule din acel individ care ar putea deveni celule ale inimii”, a spus Taylor. „Dar amploarea era încă uriașă: aveam nevoie de zeci de miliarde de celule. Ne-a luat încă 10 ani să dezvoltăm tehnicile pentru a face acest lucru”.

Soluția? Un fagure din fibre asemănător unei albine, cu mii de găuri microscopice unde celulele s-ar putea atașa și s-ar putea hrăni.

„Fibra absoarbe nutrienții ca un filtru de cafea, celulele au acces la hrana care le înconjoară și care le permite să crească în cantități mult mai mari. Putem trece de la aproximativ 50 de milioane de celule la un miliard de celule într-o săptămână”, Taylor. spus. „Dar avem nevoie de 40 de miliarde sau 50 de miliarde sau 100 de miliarde, așa că o parte a științei noastre în ultimii ani a fost creșterea numărului de celule pe care le putem crește.”

O altă problemă: fiecare inimă avea nevoie de un mediu curat, fără contaminanți pentru fiecare pas al procesului. De fiecare dată când trebuia făcută o operație, ea și echipa ei riscau să deschidă inima către infecție și moarte.

„Știi cât timp durează să injectezi manual 350 de miliarde de celule?” a întrebat Taylor audiența Life Itself. “Dacă atingi ceva? Tocmai ai contaminat toată inima.”

Odată, laboratorul său a suferit o defecțiune electrică și toate inimile au murit. Taylor și echipa lui erau aproape zdrobiți.

„Când se întâmplă ceva cu una dintre aceste inimi, este devastator pentru noi toți”, a spus Taylor. „Și asta va suna ciudat din partea unui om de știință, dar a trebuit să învăț să-mi întăresc propria inimă emoțional, mental, spiritual și fizic pentru a trece prin acest proces.”

Dr. Doris Taylor (stânga) îl învață pe robotul BAB cum să injecteze corect celule stem într-o inimă fantomă.

Introduceți BAB, prescurtare de la BioAssemblyBot, și un leagăn „super-steril” creat de Advance Solutions care ar putea ține inima și o poate transporta între fiecare etapă a procesului, păstrând în același timp un mediu fără germeni. Taylor l-a învățat acum pe BAB procesul specific de injectare a celulelor pe care le-a dezvoltat cu minuțiozitate în ultimul deceniu.

„Când dr. Taylor injectează celule, i-au trebuit ani să-și dea seama unde să injecteze, câtă presiune să pună pe seringă și cea mai bună viteză și ritm pentru adăugarea celulelor”, a spus Golway, creatorul BAB.

„Un robot poate face asta rapid și precis. Și după cum știm, nu există două inimi la fel, așa că BAB poate folosi ultrasunetele pentru a vedea în interiorul căii vasculare a acelei inimi specifice, unde Dr. Taylor lucrează pe orb, astfel încât să vorbește”, a adăugat Golway. “Este emoționant de urmărit, există momente în care părul de pe ceafă ți se ridică literalmente”.

Taylor a părăsit mediul academic în 2020 și lucrează în prezent cu investitori privați pentru a aduce creația ei în masă. Dacă transplanturile umane în studiile clinice viitoare au succes, inimile hibride personalizate ale lui Taylor ar putea fi folosite pentru a salva mii de vieți în întreaga lume.

Numai în SUA, aproximativ 3.500 de persoane erau pe lista de așteptare pentru transplant de inimă în 2021.

„Asta fără să ia în calcul oamenii care nu fac niciodată lista, din cauza vârstei sau a sănătății lor”, a spus Taylor. „Dacă ești o femeie mică, dacă ești o minoritate subreprezentată, dacă ești un copil, șansele de a obține un organ care să se potrivească corpului tău sunt scăzute.

Dacă primești o inimă, mulți oameni se îmbolnăvesc sau își pierd noua inimă într-un deceniu. Putem reduce costurile, putem crește accesul și putem reduce efectele secundare. Este un câștig-câștig-câștig.”

Taylor își poate imagina chiar o zi în care oamenii își vor stoca propriile celule stem la o vârstă fragedă, scoțându-le din depozit atunci când este nevoie pentru a crește o inimă și, într-o zi, chiar și un plămân, un ficat sau un rinichi.

„Spuneți că aveți boli de inimă în familia voastră”, a spus el. „Putem să planificăm din timp: să le creștem celulele până la numărul de care avem nevoie și să le înghețam, apoi, când sunt diagnosticați cu insuficiență cardiacă, să scoatem o schelă de pe raft și să construim inima în două luni.

„Mă simt onorat și privilegiat să fac această muncă și mândră de locul în care ne aflăm”, a adăugat ea. „Tehnologia este gata. Sper că toată lumea ni se va alătura în călătorie, deoarece acesta este un schimbător de joc”.

.

Add Comment