ביו-הנדסה של רקמות ואיברים היא תוספת אטרקטיבית לתחום הרפואה הרגנרטיבית. יצירת איברים "שגודלו במעבדה" המתאימים להשתלה בחולים כדי להחליף פונקציונליות של איברים חולים רצויה מאוד על מנת לענות על הביקוש הנוכחי והעתידי לצרכי השתלה. עקרונות הנדסת הרקמות מתרכזים סביב זריעה של סוגי תאים רצויים, או אבותיהם, לפיגום התומך בצורת הרקמה המהונדסת תוך אספקת גורמי הגדילה המתאימים ותנאי התרבית הדרושים לחיקוי תהליכי התפתחות או התחדשות. בעוד שפיגומים סינתטיים שימשו להנדסת רקמות, והמטריצה החוץ-תאית הטבעית (ECM) עשויה להיות המקור הטוב ביותר לפיגומים ספציפיים לאיברים למטרה זו. דה-סלולריזציה של איברים שלמים היא תהליך המאפשר הסרת תאים תוך השארת ההיבטים הכימיים והמבניים של ה-ECM המקורי ללא פגע. פיגום המטריצה הא-תאית המתקבל יכול לשמש כפלטפורמה שעליה ניתן לזרוע ולגדל תאים מתחדשים במבחנה1,2.
מספר מודלים של מכרסמים של דה-סלולריזציה של הריאות ו-recellularization לאחר מכן פותחו כדי לחקור את ההיתכנות של טכנולוגיה זו3-6. בעוד שהם מציעים הוכחת היתכנות חיונית, מודלים של מכרסמים אינם ניתנים לתרגום ישיר לצרכים הקליניים האנושיים. מחקר שנערך לאחרונה הצביע על כך שתגובות גנומיות לפגיעה טראומטית (ודלקת קשורה) אינן מתואמות היטב בין עכברים לבני אדם; ממצאים אלה מעלים שאלות לגבי תוקף השימוש בעכברים כמודלים לתהליכים ביוכימיים מורכבים כאלה בבני אדם7. מודלים של פרימטים לא אנושיים (NHP) מציעים את היתרון של דמיון רב לביולוגיה של בני אדם ברמה הגנומית, האנטומית והפיזיולוגית ומאפשרים מניפולציה גמישה יותר לאקסטרפולציה גדולה יותר לשימוש אנושי. מקוק רזוס שימש במגוון יישומים פרה-קליניים והוא מודל מצוין לחקר הנדסת רקמות8-11. לאחרונה תיארנו את הדה-סלולריזציה המוצלחת של ריאות מקוק רזוס (Macacca mulatta) תוך שימוש בהליך בעל השפעה מינימלית על הריאות ECM12. דה-סלולריזציה של הריאות מושגת על ידי טיפול ברקמה ברצף עם ארבע תמיסות דה-סלולריזציה המורכבות מחומרי ניקוי, מלחים ואנזימים עם שטיפה לסירוגין במים נטולי יונים (dH2O) ו-PBS. ביצענו אופטימיזציה של הליך זה על ידי שינוי פרוטוקול שתואר במקור על ידי פרייס ואחרים.4 נעשה שימוש במגוון טכניקות היסטולוגיות ואנליטיות חלבונים כדי לאפיין את מרכיבי המטריצות הא-תאיות המתקבלות ביחס לריאות מקוק מקומיות.
בדוח זה, אנו מדגימים פרוטוקול מפורט לדה-סלולריזציה של ריאות פרימטים לא אנושיים והתאיות מחדש של פיגומי הריאה הא-תאיים המתקבלים בביו-ריאקטור של איברים גדולים שהודגם במקור על ידי Calle et al. 13 ב-JoVE. על ידי שינוי הפרוטוקול המקורי שלהם כדי להתאים לדרישות הגודל, האוורור והזלוף עבור ריאות של בעלי חיים גדולים, הטכנולוגיה הועברה בהצלחה ממודל המכרסמים למודל קופי מקוק רזוס. כל המחקרים המוצגים בדוח זה בוצעו בהתאם למדיניות הוועדה המוסדית לבטיחות ביולוגית (IBC) הקיימת במרכז המחקר הלאומי לפרימטים של טוליין. הדגמה של טכניקה זו חיונית מכיוון שזיהוי מבנים אנטומיים ומניפולציה פיזית של איברים גדולים יותר קשה לפעמים מבלי לדמיין את שלבי הפרוטוקול. המחקרים שהתאפשרו בשיטות אלה מספקים בסיס למחקרים פרה-קליניים חיוניים בריאות מקוק רזוס נטולות תאים, בהם ניתן להעריך רסלולריזציה עם תאי גזע של שושלת מזנכימלית רזוס ותאי אנדותל מיקרו-וסקולריים של רזוס. הגרסה שלנו לביו-ריאקטור זה מדמה את הסביבה ההתפתחותית ומפעילה כוחות של מתיחה ומתח מכניים בריאות של בעלי חיים גדולים ומאפשרת חקירה של תא ריאות בתנאים הידועים כמקלים על התפתחות ריאתית ואנדותל13-15.