Xenoinjertos de tumores de ratón
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Las "partes" del cuerpo humano están rotas, ¿cómo repararlas?
¿Existe alguna diferencia entre reparar "partes" del cuerpo humano y reparar automóviles? De hecho, hay una gran diferencia. Si el coche se avería, podemos acudir a un taller para repararlo o sustituirlo directamente. Por ejemplo, si un neumático está viejo, podemos sustituirlo por uno nuevo. Si el tanque tiene fuga podemos repararlo o simplemente reemplazarlo, o incluso si el motor se avería, podemos repararlo o reemplazarlo.
La respuesta a si esto es cierto para los adultos es sólo parcial. Con el avance de la ciencia moderna, los seres humanos han logrado grandes avances en la resolución de problemas médicos. Todavía quedan muchas "piezas" que no se pueden sustituir. Aunque podemos trasplantar desde la piel a las articulaciones e incluso al corazón, todavía hay muchas partes que no se pueden sustituir, como por ejemplo el cráneo. En los últimos años se ha debatido mucho sobre el trasplante de cráneo. Aunque se han logrado trasplantes de cráneo en ratones o monos, no han tenido éxito. El médico italiano Canavero siempre ha querido aplicarlo a las personas. Evidentemente, esta operación es sumamente arriesgada.
Otra diferencia significativa es que el trasplante de órganos humanos debe considerar la coordinación del órgano trasplantado con otros órganos y la compatibilidad con el sistema circulatorio sanguíneo y el sistema inmunológico del receptor (la parte que necesita el trasplante de órgano). ), de lo contrario, los órganos trasplantados pueden provocar fácilmente un fuerte rechazo inmunológico y necrosis, e incluso provocar la muerte de los receptores de órganos trasplantados. Esto es muy diferente al mantenimiento de piezas de automóviles.
A medida que los países de todo el mundo envejecen y la tecnología médica avanza, la demanda de trasplantes de órganos ha aumentado aún más. El trasplante de órganos se puede dividir en tres categorías: trasplante autólogo, trasplante alogénico y xenotrasplante. El llamado autotrasplante consiste en trasplantar tejidos y órganos de una parte del cuerpo a otra, como nuestro común autotrasplante de piel. Este tipo de trasplante no está sujeto a rechazo inmunológico; el alotrasplante se produce entre diferentes individuos de la misma especie. Debido a las diferencias en los sistemas inmunológicos de diferentes individuos, el rechazo inmunológico es una consideración durante la cirugía de aloinjerto. Xenotrasplante, el trasplante de órganos entre diferentes especies. En términos generales, la relación genética entre las dos especies es relativamente estrecha; de lo contrario, será difícil que los órganos trasplantados tengan éxito y el xenotrasplante también tendrá una fuerte reacción de rechazo inmunológico.
Los tres tipos diferentes de trasplantes de órganos mencionados anteriormente traerán riesgos tales como desajuste de funciones fisiológicas, nuevas enfermedades infecciosas y rechazo de trasplantes. Los dos primeros riesgos son fáciles de controlar, pero el rechazo inmunológico sigue siendo una dificultad en el trasplante de órganos, especialmente en los xenotrasplantes. Por lo general, las personas que reciben trasplantes de órganos requieren agentes inmunosupresores como ciclosporina, corticosteroides, azatioprina y otros. Ninguno de estos medicamentos se dirige a las células inmunitarias de los receptores de trasplantes de órganos. Los inhibidores inhiben el rechazo inmunológico durante el trasplante de órganos al inhibir la activación o proliferación de linfocitos, aumentando así la probabilidad de un trasplante de órganos exitoso.
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¿De dónde vienen las partes que “reparan” el cuerpo humano?
Pero entonces nos enfrentaremos a otra pregunta, ¿de dónde proceden estos órganos? Actualmente, los donantes de órganos para trasplantes son escasos en todo el mundo. Evidentemente, es difícil satisfacer la demanda del mercado sólo de humanos, lo que exige la necesidad de obtener órganos de otras especies. Este es el foco de lo que estamos hablando hoy, ¿cómo realizar un xenotrasplante de órganos?
Los xenotrasplantes existían en la mente de los médicos proféticos mucho antes de la llegada de la tecnología médica moderna, pero la idea era tan futurista que fracasó. Los primeros trasplantes de órganos se remontan a unos 300 años. No había ensayos clínicos con animales en ese momento y los médicos comenzaron a practicar con los pacientes tan pronto como llegaban, por lo que la tasa de fracaso era alta y el riesgo de muerte era alto. Sin embargo, las prácticas de estos pioneros siguen siendo valiosas porque inspiraron a las generaciones futuras sobre cómo superar las dificultades que enfrentan los xenotrasplantes.
A principios del siglo pasado, los médicos también incrementaron su exploración de órganos xenogénicos. Una vez, un médico llamado Prinsto trasplantó un riñón de conejo a un niño con riñones poco desarrollados. Luego, otros médicos comenzaron a buscar fuentes de órganos humanos en cabras, cerdos y primates.
En 1984, a una niña le trasplantaron un corazón de babuino debido a una hipoplasia congénita del ventrículo izquierdo. Sin embargo, la niña murió el día 21 después de que la cirugía cardíaca fuera exitosa porque su tipo de sangre era incompatible. , los babuinos llevan una sangre tipo O poco común que no coincide con la sangre tipo O humana.
Estos intentos fracasaron porque la respuesta inmune del cuerpo al órgano xenogénico fue lo suficientemente fuerte como para matarlo.
Después de repetidas rondas de experimentos fallidos con cabras, babuinos, conejos y perros, la exploración humana no se ha detenido. Los cerdos con abundantes fuentes han atraído naturalmente la atención de la gente y se han convertido en una fuente ideal para los lectores. Para muchas personas, los cerdos son mascotas y la principal fuente de carne humana, pero en opinión de los expertos médicos, los cerdos serán la principal fuente de trasplantes de órganos ideales. Debido a que muchos de los órganos del cerdo, como el corazón y los riñones, son aproximadamente del mismo tamaño que los humanos, esto también significa que sus funciones son similares. Pero, ¿podemos extraer directamente los órganos correspondientes de los cerdos y trasplantarlos a humanos? Obviamente, esto es imposible.
Comparando el tamaño de los órganos de humanos y cerdos, la imagen proviene de nai500.com.
Los investigadores extrajeron pulmones de cerdos genéticamente modificados, imagen de Nature.com.
Esto se debe principalmente a dos factores: Primero, el rechazo inmunológico. Los órganos inmunológicos de nuestro cuerpo son como guardias incansables, siempre buscando componentes extraños en nuestro cuerpo, que pueden ser bacterias, virus u órganos y tejidos extraños. Si el órgano trasplantado no es inmunológicamente homólogo, fácilmente provocará la muerte de nuestras propias células inmunitarias, lo que eventualmente provocará un fracaso del trasplante de órganos. En segundo lugar, si hay virus en los órganos trasplantados, porque los propios cerdos portan muchos virus y sus órganos también portan; muchos virus. Si queremos trasplantar órganos de cerdo, obviamente tenemos que "eliminar" el virus en primer lugar. ¿Qué debemos hacer a continuación?
¿Cómo hacer de los cerdos una fuente ideal de donantes de órganos?
Esto requiere el uso de una de las tecnologías más novedosas en el campo de las ciencias de la vida: la tecnología CRISPR/Cas9. Necesitamos editar sus genes para que los órganos del cerdo transporten menos virus. George Church, de la Facultad de Medicina de Harvard, no sólo fue el mentor del talentoso científico chino Zhang Feng, sino también el mentor de otro joven y prometedor científico chino, Yang Luhan.
Cómo lograr un trasplante de órganos seguro mediante tecnología de edición genética, imagen de eGenesis.com.
Los profesores Yang Luhan y Qiu Qi fundaron eGenesis, una empresa de edición de genes que se especializa en proporcionar a los pacientes células, tejidos u órganos supresores seguros y eficaces a través de tecnología de edición de genes. Mediante la tecnología CRISPR/Cas9, los genes de los cerdos se editan para que sus órganos no porten virus relacionados, lo que los convierte en una fuente ideal de donantes de órganos y solucionando así el problema de la escasez de órganos en todo el mundo.
Yang Luhan, un pionero en el campo de la edición genética
Yang Luhan nació en Sichuan, China. Recibió una licenciatura de la Universidad de Pekín y un doctorado de la Universidad de Harvard. Ha logrado logros destacados en el campo de los xenotrasplantes y ha recibido honores como "30 líderes empresariales menores de 30" de Forbes y "Jóvenes líderes" del Foro Económico Mundial.
Construcción de xenoinjerto en modelo animal PDX
En los últimos años, el xenoinjerto ha derivado un modelo animal muy valioso en el campo de la medicina y la investigación clínica, que es el modelo de xenoinjerto derivado del paciente. Al "plantar" diferentes tejidos tumorales en el cuerpo humano en animales de experimentación (generalmente ratones o ratas), se simula in vitro el proceso de aparición y desarrollo del tumor, y luego al administrar a estos animales modelo de enfermedades diferentes dosis y diferentes tipos de fármacos para encontrar el mejor El mejor plan de tratamiento de drogas.
Transplantar tejido tumoral humano a ratones para establecer un modelo de enfermedad.
Al mismo tiempo, el modelo animal PDX ha facilitado enormemente la tipificación molecular de las enfermedades de los pacientes, permitiendo a los médicos ofrecer mejores planes de tratamiento. Al mismo tiempo, también promueven el proceso de investigación y desarrollo de fármacos. Por lo general, cuando desarrollamos nuevos medicamentos, necesitamos realizar experimentos en animales PDX humanizados para obtener datos de eficacia.
Se trata de un "trasplante de órganos" realizado en animales de experimentación, pero que está muy relacionado con la salud humana. Estos animales de laboratorio sacrifican su propia salud en beneficio de un diagnóstico correcto de las enfermedades humanas.
Aunque es maravilloso obtener de los cerdos los órganos que necesitan los humanos, como se mencionó anteriormente, el xenotrasplante es extremadamente riesgoso, por lo que cualquier cirugía de trasplante de órganos debe considerarse cuidadosamente y su impacto en el paciente debe considerarse plenamente. Beneficios y riesgos. Como dice la Organización Mundial de la Salud, las autoridades reguladoras deben garantizar que los riesgos y beneficios potenciales de cualquier ensayo o procedimiento clínico se sopesen adecuadamente antes de aprobar un trasplante.
Editor: Yao Di
(Autor: Ji Shi, autor de divulgación científica, observador en el campo de la vida y la salud, publicación original en la microplataforma de divulgación científica de China)