Name: procedure for lung engineering
Uploaded: 2011-03-08T12:00:00
Duration: 12 min 50 s
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Nous remercions Maegan B. Colehour de l&#39;aide pour le développement bioréacteur. Ces études ont été financées par l&#39;Université de Yale Département d&#39;anesthésie et par NIH 098220 HL (à LEN). THP a été soutenu par le NIH T32 GM007171.

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LEN détient des titres dans Humacyte, une société de médecine régénérative. Humacyte ne pas financer ces études, et n&#39;a pas d&#39;incidence sur la conception, l&#39;interprétation, ou la déclaration de l&#39;un des expériences ou des méthodes décrites. Les auteurs (LEN, THP, EAC) et l&#39;Université de Yale ont déposé une demande de brevet relatifs à l&#39;ingénierie des tissus des poumons.

Les aspects les plus critiques du système présentés ici incluent maintien de la stérilité, et une surveillance étroite de pressions appliquées sur le lit vasculaire à travers le processus de préparation et l&#39;ensemencement de l&#39;échafaud et la culture des poumons repeuplé. La stérilité est mieux maintenu par autoclavage tous les matériaux avant leur utilisation, ainsi que par le montage du poumon dans un système fermé, peu après explant et évitant violation ultérieure de cette barrière. Une fois la matrice décellularisé a été soigneusement rincés et transférés dans un bioréacteur stérile pour la culture, le bouchon de silicone et autres phoques et les connexions ne devraient pas être dérangé ou enlevé. Pour maintenir la pression en échec, le débit conduit par gravité est préférable lorsque cela est possible. Quand une pompe est nécessaire pour la recirculation du liquide, en commençant après le rinçage avec du PBS et continue au cours de la culture, nous vous recommandons de mesurer directement la pression juste avant que le fluide pénètre dans l&#39;artère pulmonaire avec un capteur de pression. L&#39;ampleur de la pression appliquée doit pas dépasser 15 mm Hg. Poumons Recellularized peuvent être cultivées pour différentes périodes, allant généralement de 4 jours à 3 semaines au maximum. Perfusion vasculaire est généralement réalisé à 1-3 ml / min pendant la culture endothéliales, tandis que la ventilation est généralement appliquée à un taux de 1 respiration / min pendant la culture épithéliales. Pendant les périodes de culture associée, la ventilation et la perfusion simultanée est approprié. La ventilation peut être effectuée soit avec un milieu liquide ou par air. Au cours de ces dernières décennies, plusieurs groupes ont réalisé d&#39;importants travaux d&#39;ingénierie tissulaire démontrant la faisabilité de différencier l&#39;épithélium pulmonaire in vitro et de reproduire plusieurs aspects du poumon microanatomie 7,8,9, 10. Cependant, jusqu&#39;à récemment, aucune de ces tentatives 4,5 pour concevoir les tissus pulmonaires avaient abouti à un organe implantables qui a été en mesure de maintenir la séparation entre le sang et les compartiments des voies aériennes et qui pourraient participer à l&#39;échange gazeux. Par conséquent, si les méthodes décrites ne sont qu&#39;une première étape vers l&#39;objectif à long terme de générer des tissus pulmonaires fonctionnels, ce travail est une étape encourageante vers la possibilité d&#39;augmenter la quantité de tissu pulmonaire disponibles pour la transplantation. Par ailleurs, ce travail élabore travail effectué par Ott et al. Uygun et ses collègues et de 11,12, ce qui démontre l&#39;efficacité d&#39;une matrice extracellulaire décellularisé comme un échafaudage pour l&#39;ingénierie tissulaire complexes en trois dimensions des structures et de soutenir la croissance et la survie de différents types de cellules . Ce travail est également importante pour sa contribution à l&#39;arsenal des cellules respiratoires et biologistes moléculaires. En fournissant un unique environnement tridimensionnel qui peut également fournir des stimuli mécaniques, et qui ne partage pas le risque d&#39;accompagnateur rapidement dé-différenciation que l&#39;on pourrait rencontrer lors de l&#39;épithélium de rongeurs en culture en laboratoire avec des méthodes plus traditionnelles 13, les scientifiques pourraient utiliser notre système pour gagner un nouvel éclairage sur les interactions cellule-cellule et cellule-matrice qui jouent un rôle dans la différenciation cellulaire et la fonction. Cette connaissance peut être particulièrement puissant si utilisé comme levier pour orienter le destin des différentes populations de cellules souches, en tant que groupe Cortiella a démontré dans les études initiales 14.

<table border="1"><tbody><tr><th> Nom du réactif </th><th> Société </th><th> Numéro de catalogue </th><th> Commentaires (optionnel) </th></tr><tr><td> L&#39;euthanasie </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Héparine </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> H4784 </td><td></td></tr><tr><td> Nitroprussiate de sodium </td><td> Fluka </td><td> 71778 </td><td></td></tr><tr><td> Solution de l&#39;euthanasie Euthasol </td><td> Virbac AH </td><td> 710101 </td><td> 390 mg / ml, solution de pentobarbital de sodium stocks doivent être dilués de façon appropriée pour l&#39;administration IP </td></tr><tr><td colspan="4"></td></tr><tr><td> Solution Decell </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> CHAPS </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> C3023 </td><td></td></tr><tr><td> NaCl </td><td> Américaine bioanalytiques </td><td> AB01915 </td><td></td></tr><tr><td> EDTA </td><td> Sigma </td><td> E5134 </td><td></td></tr><tr><td> NaOH </td><td> JT Baker </td><td> 3722-01 </td><td></td></tr><tr><td> PBS 1X </td><td> Gibco </td><td> 14190 </td><td></td></tr><tr><td colspan="4"></td></tr><tr><td> Composants bioréacteur </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 480 ml pot </td><td> Cole Parmer </td><td> EW-3460560 </td><td></td></tr><tr><td> Bouchon en silicone, taille 14 </td><td> Cole Parmer </td><td> EW-06298-26 </td><td></td></tr><tr><td> Y connecteurs </td><td> Cole Parmer </td><td> ED-30614-08 </td><td> Utilisé pour les canules artérielles et trachéaux </td></tr><tr><td> Tube silicone </td><td> Masterflex </td><td> 96420-14; 16 </td><td> L / S 14, 16 </td></tr><tr><td> Transducteurs de pression </td><td> Edwards Lifesciences </td><td> PX-212 </td><td></td></tr><tr><td> Clapet </td><td> Cole Parmer </td><td> EW-98553-20 </td><td> Un clapet anti-retour </td></tr><tr><td> À 4 voies robinets </td><td> Edwards Lifesciences </td><td> 594WSC </td><td></td></tr><tr><td> Filtre seringue </td><td> Cole Parmer </td><td> 2915-08 </td><td> PTFE, 0,2 um </td></tr><tr><td colspan="4"></td></tr><tr><td> Decell et apparati rinçage (ajouts à bioréacteur) </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 500 et 1000 ml bouteilles en verre </td><td> Corning </td><td> 1395-500;-1L </td><td> Utilisé pour decell et rinçage par gravité </td></tr><tr><td colspan="4"></td></tr><tr><td> Traitement Benzonase </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Pénicilline / streptomycine </td><td> Gibco </td><td> 15140122 </td><td></td></tr><tr><td> FBS </td><td> Hyclone </td><td> SH30071.03 </td><td></td></tr><tr><td> Tris-HCl </td><td> Américaine bioanalytiques </td><td> AB14043 </td><td> 1M, pH 8,0 </td></tr><tr><td> MgCl 2 </td><td> JT Baker </td><td> 2444-01 </td><td></td></tr><tr><td> BSA </td><td> Sigma </td><td> A9647 </td><td></td></tr><tr><td> Benzonase Nuclease </td><td> Sigma </td><td> E1014 </td><td> Endonucléase utilisée pour enlever vestige d&#39;ADN de la matrice </td></tr></tbody></table>

procedure for lung engineering

Le tissu pulmonaire, y compris le cancer du poumon et les maladies pulmonaires chroniques telles que la bronchopneumopathie chronique obstructive, cumulativement représentent environ 280 000 décès par an; maladie pulmonaire obstructive chronique est actuellement la quatrième cause principale de décès aux États-Unis 1. Contribuer à cette mortalité est le fait que les poumons ne sont généralement pas au-delà de réparer ou de régénérer le microscopique, au niveau cellulaire. Par conséquent, le tissu pulmonaire qui est endommagé par une dégénérescence ou une infection, ou du tissu pulmonaire qui est une résection chirurgicale n&#39;est pas fonctionnellement remplacé in vivo. Pour déterminer si les tissus pulmonaires peuvent être générés in vitro, nous avons traité les poumons de rats adultes en utilisant une procédure qui supprime les composants cellulaires pour produire une matrice extracellulaire pulmonaire acellulaire échafaud. Cet échafaudage conserve les structures hiérarchiques de branchement des voies respiratoires et le système vasculaire, ainsi que d&#39;une membrane basale largement intact, ce qui comprend le collagène IV, laminine, fibronectine et. L&#39;échafaud est monté dans un bioréacteur conçu pour imiter les aspects critiques de la physiologie des poumons, telles que la ventilation à pression négative et de perfusion vasculaire pulsatile. En cultivant l&#39;épithélium pulmonaire et l&#39;endothélium vasculaire au sein de l&#39;échafaudage monté bioréacteur, nous sommes en mesure de générer des tissus pulmonaires qui est phénotypiquement comparables au tissu pulmonaire native et qui est capable de participer à un échange de gaz pour des intervalles de temps courts (de 45 à 120 minutes). Ces résultats sont encourageants et suggèrent que le repeuplement du poumon matrice est une stratégie viable pour la régénération du poumon. Cette possibilité constitue une occasion non seulement de travailler à augmenter l&#39;offre de tissu pulmonaire pour une transplantation, mais aussi à l&#39;étude des cellules des voies respiratoires et la biologie moléculaire in vitro pour des périodes plus longues et dans un microenvironnement plus précis que ce qui a été possible auparavant.

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Procedure for Lung Engineering

Nous avons développé une matrice extracellulaire et des poumons décellularisé bioréacteur roman biomimétiques qui peuvent être utilisés pour générer des tissus pulmonaires fonctionnelles. Par ensemencement des cellules dans la matrice et la culture dans le bioréacteur, nous générons des tissus qui démontre les échanges gazeux efficaces lorsqu&#39;elles sont transplantées in vivo pour de courtes périodes de temps.

Procédure pour l&#39;ingénierie du poumon

Lung tissue, including lung cancer and chronic lung diseases such as chronic obstructive pulmonary disease, cumulatively account for some 280,000 deaths ...

Research

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