$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Niewydolność serca prowadzi do wysokiej śmiertelności wśród pacjentów. Ostateczną opcją leczenia schyłkowej niewydolności serca jest allotransplantacja. Jednak lista oczekujących na przeszczep jest długa ze względu na niedobór narządów od dawców, a pacjenci napotykają przeszkody po przeszczepie, które wahają się od trwającej całe życie immunosupresji do przewlekłego odrzucenia narządu1,2. Bioinżynieria funkcjonalnych serc poprzez ponowne zasiedlenie zdecelularyzowanych serc ludzkich własnymi komórkami pacjenta mogłaby obejść te przeszkody3.
Głównym krokiem w "inżynierii" serca jest stworzenie rusztowania o odpowiedniej strukturze, składzie i funkcji naczyniowej i miąższowej, aby kierować wyrównaniem i organizacją dostarczanych komórek. W obecności odpowiedniego szkieletu komórki wysiane na rusztowaniu powinny rozpoznawać środowisko i pełnić oczekiwaną funkcję jako część tego narządu. Naszym zdaniem, bezkomórkowa macierz zewnątrzkomórkowa narządu (dECM) zawiera niezbędne cechy idealnego rusztowania.
Wykorzystując wewnętrzne unaczynienie, można osiągnąć złożoną decelularyzację całego narządu poprzez perfuzję wsteczną lub wsteczną4 w celu usunięcia składników komórkowych przy jednoczesnym zachowaniu delikatnej macierzy zewnątrzkomórkowej i układu naczyniowego 3D2,5,6,7. Funkcjonalne unaczynienie jest ważne w bioinżynierii całych narządów, tak samo jak in vivo, do dystrybucji składników odżywczych i usuwania odpadów8. Udowodniono, że decelularyzacja perfuzji wieńcowej jest skuteczna w tworzeniu pozbawionych komórek serc ze szczurów4, lub pigs4,7,9,10,11,12,13, oraz humans5,7,14,15,16. Jednak integralność zastawek, przedsionków i innych "cienkich" obszarów może ucierpieć.
Bezkomórkowe rusztowania serca wielkości człowieka można uzyskać od świń za pomocą kontroli ciśnienia7,9,10,11,12 lub kontrola przepływu infuzji13,17 oraz od ludzkich dawców korzystających z kontroli ciśnienia5,7,14,15. Decelularyzacja ludzkich serc dawców zachodzi w ciągu 4-8 dni pod ciśnieniem kontrolowanym na poziomie 80-100 mmHg w orientacji pionowej5,15,16 lub przez 16 dni pod ciśnieniem kontrolowanym na poziomie 60 mmHg14. W przypadku decelularyzacji sterowanej ciśnieniem kompetencja zastawki aortalnej odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu wydajności perfuzji wieńcowej i stabilnego ciśnienia w korzeniu aorty. Nasze wcześniejsze prace wykazały, że orientacja serca wpływa na skuteczność jego perfuzji wieńcowej podczas procedury decelularyzacji, a tym samym na integralność rusztowania w końcu9.
Jako kontynuacja naszej poprzedniej pracy9, wprowadzamy nowatorską koncepcję, w której dodaje się torebkę podobną do osierdzia, aby poprawić decelularyzację całego serca. Opisujemy decelularyzację ludzkich serc umieszczonych w woreczkach ciśnieniowych, zorientowanych odwrotnie i pod ciśnieniem kontrolowanym na poziomie 120 mmHg w korzeniu aorty. Protokół ten obejmuje monitorowanie profilu przepływu i zbieranie pożywek odpływowych podczas całej procedury decelularyzacji w celu oceny skuteczności perfuzji wieńcowej i usuwania resztek komórkowych. Następnie przeprowadza się testy biochemiczne w celu sprawdzenia skuteczności metody.