Сбор материала
Для сохранения и восстановления органов в течение нескольких суток этот модуль обеспечивает подавление иммунной системы и стерилизацию. Для неограниченной поддержки жизнеспособности органа, этот модуль должен имитировать нормальную работу иммунной системы. Если в контур добавлена печень, то часть функций иммунной системы несёт она.
Лейкоцитарный фильтр
Для предотвращения аллоиммунных реакций и обеспечить удаление накапливающихся токсичных метаболитов во время перфузии ex vivo , интеграция лейкоцитарных фильтров была протестирована для нескольких органов. Однако его эффективность остается неясной, поскольку не наблюдалось никаких различий в провоспалительных цитокинах и лейкоцитах или параметрах клинического исхода, вероятно, из-за быстрого насыщения фильтра донорскими лейкоцитами, как это было исследовано в свином легком EVMP ( 11 ).
Создание искусственной иммунной системы
Костный мозг / Тимус /
Костный мозг
Далее мы описываем использование 3D-перфузионного биореактора для in vitro генерации человеческих гемопоэтических ниш. Подход позволяет воспроизводить взаимодействия между гемопоэтическими стволовыми и прогениторными клетками (HSPC), мезенхимальными клетками (MSC) и их внеклеточным матриксом в соответствующей 3D-обстановке. Было показано, что это поддерживает функциональное поддержание популяций крови, самораспределяющихся в системных отсеках в зависимости от их статуса дифференциации. Такое трехмерное моделирование ниши представляет собой передовой инструмент для изучения человеческого кроветворения в его взаимосвязи с микросредой хозяина, как для фундаментального кроветворения, так и для персонализированной медицины.https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34057728/
Проектирование кроветворной среды человека посредством использования технологий косточек и биореакторов.https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33278488/
С помощью специфически функциональных биоматериалов исследователи могут конструировать костеподобные ткани, демонстрирующие типичные структуры, подобные костному мозгу (называемые в этой статье остеоорганоидами in vivo) для производства терапевтических клеток. Эти остеоорганоиды in vivo имитируют нативную нишу костного мозга и обеспечивают микросреду, благоприятную для расширения и дифференциации HSPC https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38432427/
Костный мозг в черепе играет важную роль в старении
Он ведёт себя иначе, чем костный мозг в других частях тела. Обычно с возрастом костный мозг большинства костей постепенно теряет способность производить клетки крови и иммунной системы. Однако в черепе происходит обратное: костный мозг не только сохраняет эту способность, но и увеличивается в объёме. Исследования (https://www.nature.com/articles/s41586-024-08163-9) на мышах показали, что костный мозг черепа также лучше справляется с воспалениями и другими негативными процессами, связанными со старением.
Ученые надеются, что, изучив, почему именно костный мозг черепа остаётся более «здоровым» и устойчивым, они смогут использовать эти знания для разработки методов, которые замедлят старение или помогут другим органам справляться с его последствиями. Это может быть шагом к более глубокому пониманию механизмов старения и путей их замедления.
Тимус
Обновленные платформы PSC-to-iT, такие как трехмерная (3D) система совместного культивирования искусственного тимуса (ATO) и усиленный Runx1/Hoxa9 iT-лимфопоэз, открывают новые перспективы для координации условий культивирования и факторов транскрипции, что может значительно повысить эффективность генерации Т-клеток. Кроме того, улучшенная платформа PSC-to-iT, координирующая технологии редактирования генов, обеспечит различные функциональные инженерные нетрадиционные или традиционные Т-клетки. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35568954/
Возможна перфузия (1а, 1б), создание органоидов тимуса (2), трансплантация тимуса (3) и реконструкция тимуса (4) 1а — https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC1553807/ (1973); 1б https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0014482768903674; 2 — https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33650026/; 3 — https://en.wikipedia.org/wiki/Thymus_transplantation (вики)4 — https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33311516/ (2020)
«Искусственная органоидная система у мышей — это простой, надежный и воспроизводимый способ получения зрелых Т-клеток in vitro из гемопоэтических стволовых клеток костного мозга мышей и предшественников» https://www.nature.com/articles/s41592-020-01047-6
+++
Экстракорпоральная мембранная оксигенация (ЭКМО), аппарат искусственного кровообращения, приводит к немедленной воспалительной реакции с повышением уровня провоспалительных цитокинов и активацией системы комплемента ( 64 ). Та же реакция, вероятно, возникнет при МП, вместе с иммунной активацией, которая уже начинается во время нагревания органа до нормотермии. Этот активированный иммунный ответ должен контролироваться, чтобы предотвратить слишком большую активацию и избежать повреждения органа. Иммунодепрессанты могут быть решением, но обычно не назначаются при МП. Только несколько групп назначают иммунодепрессанты во время краткосрочного НМП, тогда как в течение >24 ч это становится более распространенным. Используются существенно разные дозы. Чаще всего назначают 500 мг метилпреднизолона на перфузию в течение 24 ч или 10 мг/л гидрокортизона ( 11 , 14 , 15 , 65 ). Однако пока не выяснено, насколько это эффективно, равно как и возможные вредные последствия.
Другой важной частью иммунной системы является система комплемента. Она участвует как в ишемически-реперфузионном повреждении, так и в регенерации печени, что делает баланс системы комплемента важным. Это означает, что факторы комплемента могут потенциально играть важную роль во время длительного NMP ( 63 ).
Для долгосрочного сохранения МП может потребоваться иммуносупрессивное лечение, чтобы предотвратить чрезмерную активацию иммунной системы. Будущие исследования должны показать, в какой степени это повлияет на перфузируемый орган. Кроме того, система комплемента требует дальнейшего изучения для определения потенциальных положительных или отрицательных эффектов во время НМП.
Печень
Печень сама по себе играет важную роль в иммунной системе и содержит множество врожденных и адаптивных иммунных клеток ( 63 ).
Печень вырабатывает большинство белков комплемента и сама по себе довольно нечувствительна к атаке комплемента ( 63 ). Вероятно, это главная причина, по которой система комплемента не так уж и обсуждается при NMP печени.
++
МСК для свинки с синтезом ИЛ-10 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38786082/
+
Some achievements in this area/
normothermic machine perfusion + cell bioreactors
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39746966/ (coupling liver normothermic machine perfusion with mesenchymal stromal cell bioreactors)
bone marrow
https://www.nature.com/articles/s41586-024-08163-9 (Adult skull bone marrow is an expanding and resilient haematopoietic reservoir)
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34057728/ (3D perfusion bioreactor for in vitro generation of human hematopoietic niches)
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33278488/ (three-dimensional human bone marrow organoids)
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38432427/ (Artificial bone marrow-like structures )
thymic
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39364398/ (Artificial thymic organoids)
https://www.nature.com/articles/s41592-020-01047-6 (Artificial thymic organoid)
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33650026/ (thymic organoid)
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35278370/
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35384408/
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35395182/ Artificial thymic organoids (ATOs)
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36374468/
lymph node
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38048743/ (An engineered lymph node)
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28952549/ (commercial Human Artificial Lymph Node in vitro model (HuALN®))
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27597851/ (artificial lymph node-like tertiary lymphoid organs (artTLOs))
cells
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39215816/ (Artificial antigen-presenting cells)
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39078119/ (Reprogramming macrophages)
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35568954/