От омоложения органов к омоложению организма

ex vivo machine perfusion (EVMP)

0. Введение

Выбранный путь к омоложению

Уважаемые сторонники радикального продления жизни и омоложения. Я считаю, что в ближайшие 30 лет человечеству удастся разработать технологии способные омолаживать организм. Это связано с научной революцией в трансплантологии, заключающейся использовании для восстановления и сохранения органов перед трансплантацией систем ex vivo машинной перфузии (EVMP). Изолированный орган человека восстанавливаемый с помощью машинной перфузии представляет из себя идеальную модель для проверки новых медицинских технологии и быстрого перевода лучших технологий в клиническую практику. Так как данный метод демонстрирует очень хорошие результаты по восстановлению и сохранению органов, и большие экономические выгоды, то эта модель продолжит масштабироваться. Это значит, что на лучшей биологической модели будет проверено всё больше и больше регенеративных технологий, лучшие из которых очень быстро попадут в клиническую практику и в совокупности обеспечат возможность полного омоложения организма.

Этим проектом я стремлюсь

1_ Обосновать правильность данного пути, как наиболее короткого к получению технологий омоложения и даже радикального продления жизни.

2_ Создать научно-медицинскую лабораторию перфузионных методов для сохранения и восстановления органов;

3_ Оказаться на острие научно-технического прогресса по созданию технологий омоложения, чтобы одним из первых воспользоваться действительно работающими технологиями.

Присоединяйтесь, вносите вклад в развитие проекта и у нас всё получится!

Успейте запрыгнуть на корабль к бессмертию!

Итак, я делаю презентации по теме, в том числе в справочном формате с пояснениями на сайте, пишу статьи, продумываю и готовлюсь к созданию лаборатории или перфузионной группы. Конечно, очень многое я не сделал ещё. Мне катастрофически не хватает времени на эту работу и впереди годы труда. И нужна помощь. Сделано ещё очень мало!

Вводная презентация

Слайд: Потенциал ex vivo машинной перфузии

В трансплантологии используют EVMP для сохранения и восстановления органов. На фоне этого метода очень удобно оценивать состояние органа и лечить орган практически любыми медицинскими технологиям. При этом каждый успешный экспериментальный подход, это готовое клиническое решение для трансплантологии, так как оно увеличивает количество органов пригодных для трансплантации, а органов очень сильно не хватает.

Прогресс в этом направление и экономические выгоды толкают создавать центры хранения и восстановления органов. Т.е. масштабировать технологию. А это значит, что будут как грибы после дождя появляться новые лаборатории при центрах трансплантологии, где постоянно самые лучшие технологии испытывают на лучшей биологической модели в поиске оптимальных терапевтических подходов. С быстрым внедрением в клинику. Таким образом, в сотни раз увеличится число проверенных технологий по сравнению с 2024 года. И мы значительно сократим дистанцию к получению технологий омоложения.

Кроме того, мы можем лечить орган не только ex vivo, но и in vivo в ходе регионарной перфузии, временно отсоединив орган от центрального кровотока. Т.е. без изъятия органа.

Естественно, что технологию работающую на органе человека легко транслировать и на человека в целом. Здесь нет того драматического различия, которое наблюдается при попытке перенести эффекты от животной или клеточной модели на человека.

Мы восстанавливаем структуру и функции всех частей организма теми же технологиями, какими мы восстанавливаем отдельные органы. А восстановленные части организма уже на системном уровне ведут себя как единый молодой организм.

Отсюда успехи в трансплантологии приведут к успехам омоложения организма в целом.

На мой взгляд, если идти от системного воздействия к частным изменениям, то у нас ничего не выйдет с быстрым поиском технологий омоложения, так как нет подходящей модели для человека и масштабируемости исследований. А все попытки перенести результаты такого подхода от животных моделей на человека не дают никаких результатов.

Слайд: Что почитать?

Если Вы готовы ознакомиться с перспективами машинной перфузии из других источником, я могу предложить свой набор ссылок.

Научный обзор 1, в котором хорошо описаны успехи достигнутые в области EVMP и найти подтверждение, что подход ускоряет переход технологий в клинику, может быть использован как терапевтический метод с целью восстановления органов, пока пациент находится на поддержке с последующей реимплантации вылеченного органа и что активно пытаются проверять разные технологии регенеративной медицины на данной модели.

Отчасти успехи можно назвать скромными, что и понятно, так как настоящий прогресс начнётся когда центров восстановления органов будет не у одного или двух ведущих специалистов продвигающих данную область, а в каждом крупном центре трансплантологии. И хотелось бы чтоб это было побыстрее. Про центры и как они должны функционировать описано в обзоре 2. Его автор, не только один из лучших специалистов в области машинной перфузии лёгких, но и настоящий фантик своего дела, что видно из его интервью 3, в котором он уже заявляет, что их группа создаёт технологиями, которые могут сделать лёгкие работающие вечно. В интервью 4, другой специалист по трансплантации сердца подтверждает, что они стремятся восстанавливать сердца с помощью EVMP с последующей реимплантацией. Кстати, полезно знать, что без сердца на сохранение (с искусственным сердцем), можно проходить больше года 5. Материалов много, я подготовил небольшую базу данных статей, Вы можете скопировать их себе и отсортировать по технологиям, органам, способам оценки и т.п. Чтоб быстрее найти нужный материал 7.

и рассматривается как

1_ Раздвигая границы инноваций: потенциал перфузии органов ex vivo с междисциплинарной точки зрения. //   https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcvm.2023.1272945/full (2023);

Старая версия на удаление

Мы можем ускорить победу над болезнями и старением, если будем способствовать внедрению в медицинскую практику методов машинной перфузии (МП). Это прежде всего обусловлено тем, что МП позволяет не только сохранять и восстанавливать органы перед трансплантацией, но и является идеальной моделью для проверки технологий восстановления органов именно у человека. Причем достаточно много органов бракуется не дойдя до пересадки или остаётся после трансплантации от реципиента. Восстановление последних методами МП особенно важно, так частое осложнение в виде нефункции пересаженных органов требует повторной пересадки, что обычно невозможно из-за недостатка органов. В то время как восстановленный орган реципиента мог бы решить эту проблему.

Научная справка

«EVMP ex vivo (машинная перфузия)был создан в качестве альтернативы стандарту лечения статическим холодом, позволяющему длительно сохранять и контролировать качество органов в режиме реального времени, одновременно уменьшая/предотвращая ишемически-реперфузионное повреждение. Более того, это открыло путь к привлечению доноров с расширенными критериями, например, после сердечно-сосудистой смерти, тем самым расширив пул донорских органов. Постоянное совершенствование протоколов EVMP, особенно увеличение продолжительности хранения, проложило путь к его более широкому применению, в частности, для восстановления и модификации больных органов, а также для лечения опухолей и инфекций и регенеративных подходов. Более того, внедрение EVMP для доклинических исследований in vivo , улучшающих моделирование заболеваний, вызывает значительный интерес, обеспечивая при этом идеальный интерфейс для биоинженерии и генетических манипуляций. Эти подходы могут применяться не только при аллогенной и ксеногенной трансплантации, но и при аутологичной трансплантации, когда пациенты могут находиться на временной органной поддержке, в то время как больные органы лечатся ex vivo с последующей реимплантацией вылеченного органа.» [1]

Развитие центров биоинженерной реконструкции

«Целая индустрия развивается вокруг МП органов. Так как невозможно продолжать строить целые операционные для управления одним органом за раз, разрабатываются устройства для автоматизации этих сложных процессов для каждого органа (легкие, печень, почки, сердце), чтобы специалист по перфузии органов мог контролировать и лечить несколько органов одновременно». [2].

«Представьте себе: внутри больницы Toronto General Hospital находится операционная, которая выглядит так же, как и любая другая, за исключением того, что ни один пациент никогда не будет привезен туда для операции. Пространство заполнено органами — печенью, легкими, сердцем, почками, поджелудочной железой — живущими во множестве странных на вид устройств, которые ремонтируют и регенерируют эти части тела, чтобы их можно было использовать для трансплантации. Хирурги могут войти в комнату, взять орган и выйти так же, как они бы выбрали другие хирургические инструменты или принадлежности. Хотя эта комната пока не существует, в операционной № 11 в Торонтоской больнице общего профиля есть ее уменьшенная версия, где легкие поддерживаются живыми и дышащими и обрабатываются ex vivo – вне тела – перед пересадкой пациенту». [3]


» Ученый стремятся увеличить длительность машинной перфузии. … Мы добиваемся прогресса; теперь мы хотим создать легкое, которое будет служить вечно», — говорит доктор Кешавджи. » [4]

Shaf Keshavjee (резюме, h-индекс 95, публикации)

Старая версия

Аналитические записки

Лучший орган для усовершенствование машинной перфузии с помощью искусственного интеллекта.

Я считаю, что главное препятствие в получение технологий омоложения, это использование неподходящих биологических моделей для поиска данных технологий. Необходима модель, которая должна с одной стороны быть максимально приближена к человеку, а с другой позволять быстро проверять и внедрять лучшие технологии в клиническую практику. У учёных и врачей есть практически идеальная модель для проведения подобных исследований. Это изолированные, перфузируемые при нормотермических условиях органы человека. К счастью, революционные изменения в трансплантологии происходящие с 2010 года и особенно после 2019 (начало одобрение FDA подобных устройств: Xvivo Perfusion System, для TransMedics) привели к более широкому внедрению машинной перфузии изолированных органов в практику сохранения и восстановления органов перед трансплантацией и тем самым дали нам шанс уже в ближайшие 15-30 лет (по моим оптимистическим прогнозам) решить проблемы со старением тела. К сожалению, пока ещё без решения проблемы стареющего мозга, в связи с отсутствием надёжных систем перфузии головы. В наших силах ускорить прогресс в данной области, раньше остальных получить технологии омоложения тела, возможно после чего сосредоточиться на омоложение мозга и перфузии изолированной головы (если это всё еще будет актуально для победы над старением).

Для наглядного восприятия проекта я подготовил презентацию.

!!! Пояснения, ответы на вопросы к презентации я собрал тут.

Заглавие

Уважаемые друзья и коллеги, как и многие, я пытаюсь ответить на вопрос, —  как ускорить победу над старением?

Машинная перфузия ex vivo

Моё внимание привлекли изменения происходящие в трансплантологии. Долгое время сохранение органов перед трансплантацией осуществлялось за счёт холодового хранения, однако, особенно после 2020 года, всё больше для сохранения органов стали использовать машинную перфузию, в том числе и при нормотермических условиях. При таком хранение значительно удлиняется время сохранения органа вне тела, легче и точнее оценить пригодность органа к трансплантации, а так же есть возможность для восстановления органа огромным арсеналом терапевтических подходов, что значительно расширяет список доступных органов к трансплантации. Однако данный подход значительно дороже  холодового хранения.  

Над чем работают врачи и учёные

Специалисты, осознав преимущества машинной перфузии заговорили о лабораториях при медицинских центрах,  в которых врачи могли бы ходить среди рядов восстановленных органов выбирая подходящие для трансплантации. Но чем больше демонстрировалась возможность по восстановлению органов, тем сильнее бушевала фантазия исследователей. Они уже хотят заниматься реимплантацией. Забрать орган на восстановление, пока пациент находится на сохранение, исцелить его и реимплантировать, тем самым не только вылечить болезнь, но и решить проблему с нехваткой органов, несоответствие размера и иммунноантигенность пересаженного органа.

Слово специалистам

Молодость и омоложение

Что такое молодость и омоложение. Молодость это состояние идеальной индивидуальной нормы свойственной человеку в 20-25 лет. Омоложение, это восстановление идеальной нормы. Восстанавливая орган мы не только лечим патологию, но и омолаживаем его. 

Оценим модель с точки зрения победы над старением

Посмотрим на машинную перфузию изолированных органов  взглядом борца со старением. Получается, перед нами идеальная модель для проверки технологии и внедрения в клинику. Работаем с человеческим материалом, сложность органа сопоставима со сложностью организма, патологии органа сформированы естественным способом. Даже препарат вводим через кровоток, как и в случае организма. Но главное, быстрое внедрение в клинику, так как экспериментальная технология в случае успеха автоматически становится готовым терапевтическим решением и восстановленный орган потенциально можно пересаживать.

Больше лабораторий, быстрее прогресс

На базе таких лабораторий будет постоянно проходить проверка новых технологий, с целью расширения списка доступных для трансплантации органов.  Многие из которых связаны с регенеративной медициной и направлены на решение проблемы вызванных старением. Чем больше таких лабораторий, тем больше технологий удастся проверить и отобрать лучшие для омоложения.

От омоложения органов к организму

Естественно, что от технологий  омоложения органов прямая дорожка к омоложению организма.

— Во-первых, сложность структуры органа и организма очень схожи. Поэтому многие технологии работающие при восстановление органа, будут работать и при восстановление организма при незначительных модификациях.  

-Во-вторых, старый орган оказывает сильное разрушающее действие на организм в целом и особенно на головной мозг, ускоряя старение. Напротив, молодой оказывает омолаживающее действие на старый организм.

Как человечество победит старение?

По сути у нас открылась возможность быстрой проверки технологий омоложения и возможность быстрого внедрения лучших из них в клинику. Поэтому мы можем пробежать дистанцию до победы над старением очень быстро.

Как ускорить прогресс?

Если я Вас убедил в верности выбранного мной подхода к поиску технологий омоложения, то приглашаю вместе заняться ускорением победы над старением продвигаю перфузионное направление. Формировать общественный резонанс, поддерживать компании направленные на увеличение финансирования данной области, писать  научные публикации о машинной перфузии в нужном нам ключе, создавать на базе собственных лабораторий научные группы перфузианистов. Вести бизнес, по производству оборудования, созданию коммерческих лабораторий и покупать акции компаний  занимающихся перфузией.

Формирование общественного резонанса

Существует огромное количество интернет ресурсов, где можно оставлять восторженные посты по теме, давать ссылки как на наши ресурсы, так и научные статьи. Будоражить воображение людей фото и видеоматериалами о перфузии. А также набирать волонтёров желающих присоединиться к проекту.

Поддержка инициативных компаний

Мы можем помогать фондам связанным с трансплантологией обращаться к государственным органам с просьбами поддержки перфузионного направления. Как в приведённом примере.

Научные публикации (медицина, экономика, политика, философия)

Мы можем писать научные статьи обращая вниманием специалистов к нашей теме в нужном для нас ключе и подсовывая прежде всего нужные нам технологии. Да и статьи могут быть с кричащими названиями для привлечения интереса. Замечу, что количество статей в этой области, за 12 лет увеличилось  в 5,6 раза, а обзоров в 6,5 раза, что является рекордными показателям по сравнению с другими областями. Еще раз подтверждая революционное развитие ситуации.

Развитие перфузионных методов на базе своих лабораторий

Мы можем создавать перфузионные группы на базе своих лабораторий. Делая самодельные установки из подручных материалов или покупая коммерческие аналоги, к сожалению пока очень дорогие. Конечно нужно двигаться к работе с органами человека.

Заработок на перфузионных лабораториях

Мы можем зарабатывать в данной области. Перфузионная лаборатория и тем более сеть таких лабораторий способна осуществлять следующие услуги. Для разработчиков технологий проводить техническую отработку технологии на органах грызунов. Проверять работоспособность технологии на органах человека и инициировать клинические испытания, если технология окажется успешной Для медицинских центров можно создавать банк органов и восстанавливать органы для последующей трансплантации и реимплантации.

Заработок на производстве оборудования

Мы можем строить бизнес на производстве оборудования для перфузии. Для примера система выпускаемая компанией Биософт-М. Как видим, это не только установка  для перфузии изолированных органов, но она подходить для ЭКМО, что требуется при многих сложных операциях и для NRP в трупе  при транспортировке  к реципиенту. Т.е. есть много востребованных применений. 

Перфузионные системы для донорских лёгких

Ниша быстро заполняется разными производителями. На слайде представлены системы от разных компаний для перфузии изолированных лёгких.

Покупка акций

Можно вкладываться в акции компаний. Например, так выглядит 5 летний рост стоимости компаний Трансмедикс.

Я бы хотел, чтоб Вы пришли к следующим выводам

Спасибо за внимание!

Старая версия сайта на удаление

Идеальная модель проверки технологий омоложения должна:
1 — быть максимально приближена к биологии человека;
2 — позитивные результаты технологии должны быстро переходить в клиническую практику;
3 — проверка технологий не должна занимать много времени;
4 — быть недорогой и доступной для исследователей.

От омоложения органов к омоложению организма в целом

В настоящий момент, в качестве такой модели я вижу нормотермическую перфузию органов ex vivo (подробно).

Для обоснование того, что нормотермическая  ex vivo перфузия является идеальной моделью для проверки и продвижения в клиническую практику методов регенеративной медицины можно ознакомиться с обзором:
Iske J, Schroeter A, Knoedler S, Nazari-Shafti TZ, Wert L, Roesel MJ, Hennig F, Niehaus A, Kuehn C, Ius F, Falk V, Schmelzle M, Ruhparwar A, Haverich A, Knosalla C, Tullius SG, Vondran FWR, Wiegmann B. Pushing the boundaries of innovation: the potential of ex vivo organ perfusion from an interdisciplinary point of view. // Front Cardiovasc Med. 2023 Oct 12;10:1272945. doi: 10.3389/fcvm.2023.1272945. eCollection 2023.

Здесь цитирую выдержки их этого и других обзоров.

1_Возможности метода.

Машинная перфузия используется для восстановления и модификации органов перед трансплантацией, отработки регенеративных подходов, является идеальным интерфейсом для биоинженерии и генетических манипуляций, имеет перспективу для последующих аутотрансплантаций органов, после лечения и ускоряет клинический переход для новых терапевтических подходов.

Обзор_1: «Машинная перфузия ex vivo (EVMP) — это метод сохранения органов, который применяется при трансплантации органов, позволяет длительно сохранять и контролировать органы в режиме реального времени. Постоянное совершенствование протоколов EVMP, особенно увеличение продолжительности хранения, проложило путь к его более широкому применению, в частности, для восстановления и модификации больных органов, а также для лечения опухолей и инфекций и регенеративных подходов. Более того, внедрение EVMP для доклинических исследований in vivo, улучшающих моделирование заболеваний, вызывает значительный интерес, обеспечивая при этом идеальный интерфейс для биоинженерии и генетических манипуляций. Эти подходы могут применяться не только при аллогенной и ксеногенной трансплантации, но и при аутологичной трансплантации, когда пациенты могут находиться на временной органной поддержке, в то время как больные органы лечатся ex vivo с последующей реимплантацией вылеченного органа. …. В последние годы были предприняты значительные усилия по совершенствованию стратегий консервации во всех дисциплинах, используя EVMP не только для трансплантации, но и для более широкой области применения. Эти разработки были сосредоточены на продлении времени консервации для конкретного органа за счет оптимизированных протоколов консервации, включая улучшение перфузионных растворов с идеальным составом компонентов (например, кислород, питание, антибиотики), температурой перфузии и условиями потока (например, непрерывный или пульсирующий) ( 7 _1). Кроме того, были созданы стандартизированные и проверенные инструменты для оценки функции органа во время ЭВМП, которые в настоящее время являются предметом исследования, чтобы позволить измерить успех лечения и предсказать результаты после перфузии ( 6_1 ). Благодаря этим достижениям EVMP стал доступен для новых концепций лечения, таких как восстановление и модификация больных органов ex vivo , а также для специфической терапии опухолей и инфекций во время хирургических процедур. Кроме того, изучаются регенеративные подходы в аутологичных условиях, когда пациенты находятся на временной поддержке органов, пока больные органы лечатся ex vivo с последующей реимплантацией вылеченного органа ( 8-10 _1). Кроме того, EVMP стал важным инструментом доклинических исследований, позволяющим проводить доклинические фармакологические исследования, подобные in vivo , с потенциалом ускорения клинического перехода к новым терапевтическим подходам.»

Обзор_9 «Технология машинной перфузии снижает ишемически-реперфузионное повреждение и позволяет оценить жизнеспособность этих органов, ограничивая процент их выбраковки и улучшая краткосрочные и долгосрочные результаты после трансплантации. Более того, поддерживая метаболическую активность трансплантата, метод нормотермической консервации гарантирует уникальную платформу для проведения регенеративной терапии ex vivo.»

Уже из этих цитат видно что данная модель предоставляет практически идеальные возможности для демонстрации эффективности практически любой технологии регенеративной медицины по восстановлению структуры и функции органа (омоложению)».

2_ Почему именно нормотермическая перфузия?

Хотя вариантов перфузии органов, в том числе при разных температурах много, но именно при нормотермическом варианте мы сохраняем нормальное функционирование органа, позволяющее лучше оценивать работу органа и проводить воздействие с сохранением естественного фармакодинамического ответа, а также удлинять время пребывания органа на перфузионной установке.

Обзор_1: «Сохранение трансплантата, таким образом, обеспечивает нормальный клеточный метаболизм и восстановление производства АТФ в почти физиологических условиях ( 58 _1), тогда как метаболиты трансплантата могут быть вымыты, оптимизировано снабжение питательными веществами и сохранено микрососудистое кровообращение. …. NMP является единственной формой машинной перфузии, которая позволяет провести предтрансплантационную оценку органа ex vivo , что может как облегчить принятие решений по использованию трансплантата, так и позволить оценить трансплантат во время терапии ex vivo ( 109_1 ). Таким образом, при ЭВМП печени оценивался широкий спектр критериев жизнеспособности, таких как клиренс лактата, продукция желчи, рН перфузата, метаболизм глюкозы, скорость кровотока и перфузатные трансаминазы ( 22 , 110 , 111 _1 ) … Помимо функциональной оценки, NMP представляет собой новый интерфейс для терапии ex situ , поскольку фармакокинетика и фармакодинамика лекарств не должны изменяться под воздействием низких температур во время HMP. Что наиболее важно, NMP позволил значительно продлить время консервации для всех типов органов: 24 часа в почках ( 113  _1), 1 неделю в печени ( 114 _1), 3 дня в легких ( 115 _1), 24 часа в сердце ( 116 _1) EVMP. Длительное время хранения, в свою очередь, дает возможность проводить методы лечения ex vivo , требующие длительного времени применения, включая генную терапию, биоинженерию и хирургию ex vivo«.

Обзор_9 «Машинная перфузия (МП) печени может уменьшить ишемически-реперфузионное повреждение (ИРИ) и улучшить результаты трансплантации печени (ТП), особенно при использовании трансплантатов от доноров с расширенными критериями (ДКР) [ 1 ]. Преимущества МП были продемонстрированы в нескольких ретроспективных исследованиях [ 2 , 3 , 4 , 5 ] и рандомизированных клинических исследованиях [ 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 ]. Многие исследования в настоящее время продолжаются и, вероятно, подтвердят МП как стандарт лечения при ТП, особенно при процедурах РДРВ [ 12 ].»

3_ Решаются несколько важнейших клинических задач.

Острая нехватка органов компенсируется расширением списка допустимых алонтрансплантатов, за счёт их модификации и восстановления и даже за счёт восстановления органов самого донора (аутотрансплантатов), пока пациент находится на системах искусственного поддержки. Что особенно примечательно, так как решает проблему с подходящим размером органа и необходимостью иммуносупрессивной терапии. Кроме того, появляется возможность осуществлять лечение органов большими дозами лекарственных веществ при инфекционных или злокачественных поражениях, когда бы эти дозы были опасны для целого организма. Решается ряд проблем, требующих хирургического вмешательства.

Это даёт большие преимущества перед тканевыми, клеточными и подобными им моделями исследований, которые лишь теоретически проверяют эффективность технологии.

Обзор_1: «Эти подходы могут применяться не только при аллогенной и ксеногенной трансплантации, но и при аутологичной трансплантации, когда пациенты могут находиться на временной органной поддержке, в то время как больные органы лечатся ex vivo с последующей реимплантацией вылеченного органа. …. Благодаря этим достижениям EVMP стал доступен для новых концепций лечения, таких как восстановление и модификация больных органов ex vivo , а также для специфической терапии опухолей и инфекций во время хирургических процедур. Кроме того, изучаются регенеративные подходы в аутологичных условиях, когда пациенты находятся на временной поддержке органов, пока больные органы лечатся ex vivo с последующей реимплантацией вылеченного органа ( 8-10 _1)…. Представляет трансляционный интерес то, что значительные усилия также прилагаются для изучения инновационных подходов к аутологичным условиям, когда больной орган будет лечиться ex vivo , в то время как пациенту будет предоставлена ​​временная поддержка органа с последующей реплантацией вылеченного органа. Тем временем пациенту проводится временная поддержка органов, такая как гемодиализ для почек или система рециркуляции молекулярного адсорбента для компенсации печени и экстракорпоральная мембранная оксигенация для механической поддержки сердца и легких ( таблица 1 ). В частности, эта процедура предотвращает осложнения, возникающие из-за непропорционального размера органов и вредных побочных эффектов иммуносупрессии, связанных с алло- и ксеногенной трансплантацией, при этом ее своевременность ограничивается только временем сохранения ex vivo . … Поскольку EVMP обеспечивает изолированную перфузию эксплантированных органов ex vivo , он обеспечивает новый интерфейс для их лечения с помощью высоких доз лекарств без существенных недостатков, связанных с дозолимитирующими системными побочными эффектами, что приводит к более эффективному терапевтическому успеху. В этом контексте EVMP был создан в качестве терапевтической платформы для проведения ультимативной терапии пораженных органов у пациентов с плохим прогнозом и непереносимыми противопоказаниями для системного введения. …  Таким образом, высокие дозы противомикробных препаратов во время ЭВМП с последующей повторной трансплантацией могут обеспечить возможность достижения увеличенных внутриорганных доз противомикробных препаратов, избавляя при этом от системных побочных эффектов. …. Более того, изоляция инфицированного органа из организма для лечения ЭВМП одновременно устраняет источник инфекции, ограничивающий септицемию и связанные с ней системные иммунные реакции, которые в противном случае были бы связаны с ускоренной полиорганной дисфункцией, снижением эффективности противомикробных препаратов и смертью ( 134 , 135 _1)… Позволяя проводить изолированную высокодозную терапию без системного распределения тромболитических препаратов, EVMP может, кроме того, стать альтернативным подходом к лечению хирургической эмболэктомии легочной артерии у пациентов с крупномасштабной легочной эмболией и значительными противопоказаниями для фибринолиза. …. Наконец, EVMP может расширить потенциал новых методов генной терапии. Хотя они были одобрены FDA в течение последнего десятилетия, они связаны со значительным экономическим бременем, часто требующим многократного применения из-за недостаточной доставки ( 140 , 141 _1 ). Здесь EVMP может поддерживать уровень лекарственного средства за счет изолированной перфузии органа-мишени без системного распределения лекарства, что значительно снизит затраты и может привести к более оптимизированному терапевтическому эффекту. В то же время препараты, которые показали многообещающие эффекты, но клиническое применение которых было затруднено из-за системных побочных эффектов ( 142 _1), могут найти новые преимущества благодаря EVMP, сохраняющему системное воздействие.»

4_ Проверка методов биоинженерии и модификации органов.

Уже используется для доставки клеточных продуктов исключительно в орган-мишень. Рассматривается в качестве интерфейса для децеллюляризации и рецеллюляризации биоискусственных органов в физиологических условиях с последующей имплантацией. Идут исследования по эффективности трансплантация митохондрий.

Обзор_1 «Биоинженерия считается инновационным и многообещающим будущим подходом, способным восстановить больные органы ( 173_1 ). Таким образом, EVMP предлагается в качестве многообещающего интерфейса для доставки клеточных продуктов исключительно в орган-мишень. Поразительно, но недавнее исследование впервые сообщило об успешном приживлении органоидов холангиоцитов во внутрипеченочное желчное дерево во время ЭВМП, одновременно предоставив доказательство концепции о том, что эти органоиды могут восстанавливать поврежденные желчные протоки. … Помимо лечения больных органов во время ЭВМП с последующей реимплантацией, предполагается, что биоинженерия позволит воссоздать части тканей для последующей имплантации в качестве альтернативной стратегии трансплантации органов. Поэтому EVMP был предложен в качестве интерфейса для децеллюляризации и рецеллюляризации биоискусственных органов в физиологических условиях с последующей имплантацией ( 175 , 176 ). В целом, децеллюляризация была достигнута в широком диапазоне органов во время ЭВМП с сохранением архитектуры органов и компонентов ЕСМ в дополнение к низким уровням ДНК и физиологическому содержанию гликозаминогликанов, а также химических и механических компонентов ЕСМ ( 177 ). Более того, было показано, что введение эндотелиальных клеток-предшественников плаценты человека (EPC) во время EVMP индуцирует успешную рецеллюляризацию с пролиферативными EPC, репопуляционными в почках, легких и интиме сосудов задних конечностей. …. Поразительно, но последующая гетеротопическая трансплантация реципиентам-свиньям с ослабленным иммунитетом привела к непрерывной перфузии in vivo реваскуляризированной биоинженерной печени (rBEL) в течение 15 дней ( 180 ). …  Трансплантация митохондрий представляет собой дополнительный и очень новый подход к изменению гомеостаза тканей и больных органов, который может иметь трансляционное значение для регенеративной терапии на основе EVMP ( 181 ). Действительно, было продемонстрировано, что митохондриальный перенос улучшает ИРИ в широком спектре органов, а также улучшает дисфункцию патологической ткани. Например, введение митохондрий в сердца диабетических крыс после ИРИ привело к восстановлению функции левого желудочка и уменьшению размера инфаркта ( 182 ). ….  Важно отметить, что большинство исследований показали, что терапевтические эффекты однократного введения митохондрий могут быть временными. Таким образом, EVMP может обеспечить более высокие дозы и длительное воздействие векторов, несущих митохондрии, обеспечивая при этом интерфейс для определения момента времени и пути введения, а также влияния повторяющихся циклов ( 186 ). Биоинженерные подходы с использованием EVMP также используются для создания иммунотолерантности, чтобы эффективно противодействовать как пожизненному приему иммунодепрессантов, так и риску хронического отторжения. Один из подходов был сосредоточен на генетической модификации комплекса MHC и минорных антигенов гистосовместимости (mHag) сосудистого эндотелия.»

_15_ «Недавнее клиническое использование перфузионного устройства ex vivo при трансплантации сердца открывает уникальную возможность лечения сердечных аллотрансплантатов с помощью терапевтических вмешательств для улучшения функции и предотвращения вредных реакций реципиента. …. Эффективная доставка к сердцу терапевтических вмешательств, таких как генная, клеточная или иммунотерапия, является существенным препятствием для клинического применения 4 , 5 . Технология, представленная перфузионными устройствами ex vivo, позволяет непрерывно перфузировать трансплантаты, поддерживая их в нерабочем, но метаболически активном состоянии 6 – 9 . Это дает уникальную возможность лечить все сердце с помощью передовых методов лечения, сводя к минимуму потенциальные побочные эффекты системной доставки 10 – 13 . Еще одним преимуществом использования перфузионных устройств ex vivo для терапевтической доставки является то, что они позволяют вводить лекарства в коронарное кровообращение в течение длительных периодов времени, что невозможно при использовании традиционных методов холодного статического хранения. Это позволяет обеспечить более глобальную доставку терапевтических средств к трансплантату 14 . «

_18_ «При использовании печени, которую нельзя было использовать в нашем центре для трансплантации, сохранение ex situ достигалось на срок более 7 дней и максимум до 13 дней. Это не только самый длительный из когда-либо зарегистрированных случаев сохранения печени человека ex situ, но мы также сообщаем о перфузии двух частичных органов из одной и той же целой печени. Перфузия в диапазоне от нескольких дней до недель может облегчить более сложную оценку жизнеспособности, восстановление органов перед трансплантацией и даже регенерацию 1 , 4 , 5 .»

5_ Доклиника на человеческой модели. + преимущество перед другими моделями

Хотя разработано много моделей нормотермической перфузии для органов  животных, заметные отличия между видами значительно усложняю интерпретацию результатов полученных на этих моделях. Однако в данном случае, есть возможность работать с органами человека, как умерших пациентов, так и органами, не принятыми к трансплантации или полученными после замены на аллотрансплантат у реципиентов.

Обзор_1: «Доклинические исследования на людях. Возможность сохранения твердых органов в перфузируемой физиологической среде открывает новую область для доклинических исследований, подобных in vivo , с потенциалом ускорения клинического перехода к новым терапевтическим подходам. Таким образом, был разработан большой выбор животных моделей ЭВМП почек, печени и органов грудной клетки, что одновременно облегчает исследование терапевтических схем для различных моделей заболеваний. Однако многочисленные различия, например, между моделями перфузии на грызунах и людях, ограничивают трансляционную значимость этих исследований из-за более низкого перфузионного потока EVMP в моделях на крысах ( 204_1 ) и гиперчувствительности к перфузионным растворам на основе декстрана, чего не происходит у людей ( 205). _1). Более того, широкий спектр заболеваний, в частности, различные модели злокачественных опухолей на животных, все еще не могут быть переносимы из-за сильной гетерогенности туморогенеза ( 206_1 ). Напротив, использование органов умерших пациентов дает возможность протестировать новые фармакотерапевтические методы лечения на соответствующих моделях заболеваний человека и позволяет более точно прогнозировать эффективность терапии по сравнению с моделями на животных. Широкий спектр противовоспалительных агентов (например, кортикостероиды, простагландины, н-ацетилцистеин) дал многообещающие результаты как на моделях грызунов, так и на крупных животных, однако без трансляционной значимости, поскольку клинические испытания не смогли добиться значительной пользы для пациентов ( 209 _1). Напротив, в недавнем исследовании EVMP применяли на донорских легких человека, которые были неприемлемы для трансплантации, чтобы успешно создать модель повреждения легких, вызванного эндотоксемией, путем инстилляции липополисахарида (ЛПС) в легочную артерию ( 210 _1). Этот подход, точно отражающий клинические условия, привел к сильному цитокиновому ответу, а также к снижению содержания кислорода в легочных венах в течение пяти часов, как это наблюдается при ОРДС. Подтверждение концепции ранних фармакологических исследований с использованием EVMP, оценка новой небольшой молекулы BC1215, которая подавляет передачу сигналов NF-κB, в модели ОРДС привела к снижению индукции IL-1, IL-6 и IL-10, измеренного с помощью ELISA. БАЛФ. Кроме того, секвенирование РНК показало, что введение BC1215 после воздействия LPS значительно притупляет транскрипционный ответ NF-κB и сохраняет венозное парциальное давление кислорода ( 210 _1). Помимо оценки эффективности фармакотерапии, EVMP может также поддержать клинические исследования фазы 1 и 2, позволяющие определить органоспецифичные побочные эффекты, которые имеют решающее значение для клинического перехода. Например, обычно используемые модели на животных для проверки гепатотоксичности новых лекарств демонстрируют значительные различия с человеческими условиями из-за различий в метаболизме лекарств и в основном однородных экологических и генетических условий у инбредных линий животных. Напротив, модель EVMP, исследующая влияние повреждения печени, вызванного ацетаминофеном, использовала ткань печени человека из частичных резекций печени для имитации клинических условий. Примечательно, что система EVMP позволяла ежечасно отбирать пробы перфузата и оценивать в реальном времени клинические параметры, показывающие нарушение функции печени во время отравления APAP с более низким потреблением глюкозы и скоростью производства лактата при сохраненной способности синтеза гепатоцитов ( 211 _1). Следует отметить, что оценка функции печени по клиренсу индоцианина зеленого выявила стабильную гепатоцеллюлярную функцию в течение всего периода перфузии, что указывает на клинически значимую ситуацию ( 211 _1). Наконец, использование моделей EVMP для инициирования клинических испытаний может снизить этическое бремя тестирования новых фармакологических препаратов, тем самым ускоряя переход многообещающих кандидатов в клиники ( рис. 1H ).»

_13_ Современные 2D-культуры in vitro и модели на животных представляют собой серьезные ограничения в воспроизведении физиопатологии человека с поразительными расхождениями в оценке эффективности лекарств и побочных эффектов по сравнению с исследованиями на людях.

_19_»По мере того, как мы продвигаемся дальше в эпоху персонализированной медицины, проблема разработки клинически прогностических модельных систем для оценки технологий переноса генов и редактирования генов представляет собой серьезное препятствие. Идеальная модельная система должна не только точно имитировать физиологические состояния человека и сложную организацию тканей, но и надежно предсказывать клинические результаты. В мире генной терапии, направленной на печень, 2D и 3D модели in vitro, включая органоиды, полученные из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPSC), мышиные модели, включая модели ксенотрансплантатов, и приматов, не являющихся человеком, традиционно использовались для разработки и проверки новых передовых терапевтических средств. . Однако, учитывая тот факт, что печень является сложным органом, состоящим из нескольких типов клеток, которые вносят вклад в уникальную структурную и функциональную организацию, сложность человеческой печени оказалось трудно переосмыслить. В ответ на этот вопрос, особенно в отношении терапии на основе аденоассоциированных вирусных (AAV) векторов, нацеленной на печень, мы представляем разработку доклинической модели, основанной на целых эксплантатах печени человека, хранящихся в нормотермической (36 °C) перфузии ex situ. система. Эта модель обеспечивает платформу, которая позволила нам впервые, насколько нам известно, оценить функциональность существующих и дополнительных рекомбинантных аденоассоциированных вирусных (rAAV) векторов непосредственно в печени человека…. Модель, включающая человеческий орган, снабжаемый человеческой кровью и поддерживающий температуру тела, предлагает поразительно точное приближение к физиологическим условиям человека. Можно утверждать, что существует несколько альтернатив, которые приближают нас к человеческой среде, если не считать реальных клинических испытаний. Это означает исключительный потенциал этой модели в ускорении прогресса в области генной терапии, опосредованной печенью – как вирусной, так и потенциально невирусной – путем проведения исследований, которые точно имитируют клинические сценарии, в которых в конечном итоге будет применена генная терапия. Учитывая сложность и потенциальные этические вопросы, связанные с этой моделью, необходимо подчеркнуть, что основной целью донорской печени является трансплантация, целью которой является предоставление прямой помощи по спасению жизни нуждающимся реципиентам. ….

Наконец, модель эксплантата печени человека ex situ открывает захватывающие возможности для разработки различных векторов AAV с помощью подходов направленной эволюции. Его уникальная особенность сохранения нативной структуры печени и внеклеточного матрикса человека делает его идеальной платформой для совершенствования стратегий, таких как детаргетинг HSPG, описанный ранее в гуманизированной модели FRG 19 .

В целом, мы считаем, что эксплантат печени человека является одной из наиболее биологически и клинически прогнозируемых доклинических моделей, доступных сегодня, поскольку он предоставляет ценную возможность для развития и оценки вектора в контексте всего органа с неповрежденной архитектурой и зонированием органа. наличие человеческой крови.».

Пример источника печение человека для исследований

_18_ Демография доноров. Все донорские печени в Новом Южном Уэльсе, давшие согласие на исследование и отказавшиеся от клинической трансплантации в период с февраля по декабрь 2021 года, рассматривались для включения. Одна печень была уменьшена из-за известной портальной гипертензии в анамнезе, а вторая — из-за цирроза печени. Для разработки протокола перфузировали три целые печени без разделения. Используя наш протокол, 10 донорских человеческих печени были разделены, в результате чего были получены 10 LLSG и 10 ERG, которые были перфузированы на отдельных перфузионных машинах. Что касается разделенной печени, то четыре из десяти печени были получены по пути донорства после смерти мозга (DBD), а шесть были получены по пути донорства после определения смерти по кровообращению (DCD). Причины отказа от донорской печени суммированы в Таблице  1 . Некоторые из этих печени могли быть «пересажены» в других центрах, но протокол нашего исследования не повлиял на решение об их использовании. Причинами отказа от использования печени DBD для трансплантации были: стеатоз, серьезные нарушения функциональных тестов печени, известный билиарный сепсис и плохая промывка печени. Печень DCD не использовалась клинически из-за возраста, превышающего критерии приемлемости DCD в нашем центре (>50 лет) в 3/6, а остальные из-за длительного времени до прекращения кровообращения (>30 мин), морбидного ожирения и острота трансплантационной деятельности. Среднее время холодовой ишемии (CIT, определяемое как время от холодной перфузии до реперфузии с использованием аппарата ex situ) составляло 295 минут (интерквартильный диапазон [IQR] 273–430 минут) (дополнительная таблица  1 ). Для печени с DCD среднее время до смерти (отмена кардиореспираторной поддержки до прекращения кровообращения) составляло 20 минут (IQR 19–29 минут) (дополнительная таблица  1 ).

_22_ Возможность перевода продлевающих жизнь фармакологических методов лечения между разными видами

_»

На первый взгляд артерии крысы ex vivo ведут себя аналогично артериям человека. Исследования показали, что ткани крыс вызывают те же изменения сократимости, что и люди, в отношении обычных вазоконстрикторов и вазодилататоров и даже в отношении многих других, менее часто используемых препаратов, таких как каннабидиол (КБД),6 мевалонат7 и FK506.8.

Когда Барановска-Кучко и др. изучив реакцию артерий крысы и человека на КБД, они обнаружили, однако, что за наблюдаемыми реакциями релаксации стоят разные фармакологические механизмы.2 У людей реакция была эндотелиально-зависимой и опосредована рецепторами KCa и IP, EP4 и TRPV1.2 Но у крыс расслабление было независимым от эндотелия и опосредовано рецептором CB1, что позволяет предположить разный механизм действия между крысами и людьми.2 https://www.reprocell.com/blog/biopta/rat-aorta

«

Дополнительные размышления

_ Если технология регенеративной медицины не работает на изолированном органе, то как она может работать на организме целиком? Но если она работает на органе, т.е. структуре схожей по сложности с организмом в целом, то её эффекты легко можно перенести с действия на орган в действие на организм.

_ В первую очередь восстанавливаются проблемные органы, которые наносят наибольший вред организму негатиным сигналингом на фоне своей патологии. Старение гетерохромно.

_ Предполагаемые технологии омоложения могут действовать на местном уровне, непосредственно на ткани органа или на системном уровне, через иммунную, нервную и эндокринную системы регуляции организма. Хотя предполагаемая модель плохо подходит для оценки технологий омоложения действующих через системы регуляции организма, но таких технологий практически нет, поэтому это недостаток не касается проверки подавляющего числа предлагаемых на рынке технологий омоложения.

Упрощенная теория старения.

Литература

—————————————————————-

старая версия

Основные аргументы

1) Нормотермическая ex vivo перфузия органов широко используется в научных исследованиях в различных вариантах. Однако в последние годы её стали применять для сохранения и восстановления органов перед трансплантацией. Благодаря ей обеспечивается не только длительное хранение органов, но и возможность восстанавливать и даже улучшать органы перед трансплантацией. (обоснование)

2) Большой процент органов для трансплантации, при разных видах хранения и транспортировки органов оказывается признанным непригодным к трансплантации. Благодаря этому плохо, но функционирующие органы человека становится доступным для лабораторных исследований, где учёные могут непосредственно на человеческом материале отрабатывать методы регенеративной медицины. В ряде случаев, в лаборатории исследователей поступают и поражённые органы реципиентов, что значительно увеличивает количество доступных органов для научной работы.  (обоснование)

3) Любая демонстрация эффективности метода на данной модели легко может быть использована на нужды трансплантологии, где потребность в восстановленных органах очень высока. А значит резко сокращается время перехода от доклинических исследований к клиническим.  (обоснование)

4) Изолированный, перфузируемый орган хорошо доступен как для точно направленной терапии (лекарств, микроботов, поверхностной биопечати, клеточной терапии, генетической терапии и т.п.), так  и для визуализации результатов лечения. (обоснование)

5) Упрощаются и требования по поводу токсичности метода, так как терапия проводится на изолированном органе и прекращается непосредственно перед пересадкой, тем самым не действуя на организм целиком.  (обоснование)

6) Эти технологию могут быть использованы не только для алотранспантатов, но и аутотрансплантатов (органов самого реципиента), что заметно снизит вероятность их отторжения. При этом органы могут быть временно заменены ксенотрансплантатами или оборудованием искусственной имитации работы органа. Смертность во время повторной операции во много раз меньше, чем смертность в первые годы от отторжения органа. Кроме того, вполне можно получить согласие пациента на исследование и возможное восстановление его органа после замены на алотрансплантат для восстановления. Тем боле, что заметному % реципиентов требуется повторная трансплантация.   (обоснование)

7) Со временем, восстановление органов вовремя ex vivo перфузия может стать методом обеспечивающем лечение органов, например, при раке, инфаркте, аритмиях и других заболеваний, которые сейчас не рассматриваются как показания к трансплантации и лечение которых требует агрессивной для организма в целом терапии.  (обоснование)

8) Терапия способная омолаживать отдельный орган человека с большой долей вероятности будет столь же эффективна и при воздействии на человека в целом. Сложная структура органа является хорошей моделью для воздействия на организм в целом.  (обоснование)

9) Развитие данной модели потребует увеличения длительности периода перфузии органа, совершенствование систем поддержания состава перфузионного раствора и подключение оборудования имитирующих работу иммунной и других систем регуляции. Таким образом, открывается возможность создания надёжного аппарата для перфузии головы отдельно от тела. Клиницисты часто сталкиваются с ситуациями, когда повреждённое тело не оставляет шанса на выживание при неповреждённой голове, где и находится наша личность. К сожалению, пока нет достаточно мощных перфузионных машин, способных сохранять длительное время голову отдельно от тела, до ожидания нового тела или продления жизни личности как таковой. Данная модель на определённых этапах развития позволит решить и эту медицинскую задачу. (обоснование)