12 december 2018

​Israëlische wetenschappers ontwikkelen geïmplanteerde organen die niet zullen worden afgestoten - Israeli scientists develop implanted organs that won’t be rejected​

Illustratie van regeneratieve geneeskunde (Afbeelding: Valentina Kru, Shutterstock) - Regenerative medicine illustration (Image: Valentina Kru, Shutterstock)


Nederlands en/and English

NEDERLANDS   

Ontwikkelingen gericht op doorbraken in de cel immunologie maken gebruik van de eigen maagcellen van de patiënt, waardoor het risico op afstoting van de geïmplanteerde organen wordt verminderd

Bron: ISRAEL21c Staf, november 2018


Israëlische onderzoekers berichten, dat ze als eersten een weefselimplantaat hebben uitgevonden, volledig vervaardigd uit de eigen materialen en cellen van de patiënt. De nieuwe technologie maakt het mogelijk om elk soort weefselimplantaat, voor het ruggenmerg, het hart of de hersenen, te ontwikkelen vanuit één biopsie van een klein stukje vetweefsel.

"We waren in staat om een lichaamseigen hydrogel te maken op basis van de materialen van de biopsie. De vetweefselcellen onderscheiden zich in verschillende celtypen om zo hart-, ruggenmerg-, corticale en andere weefselimplantaten te ontwikkelen ter behandeling van verschillende ziekten”, zei hoofdonderzoeker Prof. Tal Dvir van het Center for Nanoscience and Nanotechnology in Tel Aviv University en Sagol Center for Regenerative Biotechnology.

"Omdat zowel de cellen als het gebruikte materiaal afkomstig zijn van de patiënt zelf, veroorzaakt het implantaat geen afstotingsverschijnselen, waardoor een juiste regeneratie van het defecte orgaan wordt gegarandeerd”, legt Dvir uit.

Het onderzoek werd uitgevoerd door Dvir's postdoctoraal onderzoeker, Reuven Edri, en promovendi Nadav Noor en Idan Gal, in samenwerking met Prof. Dan Peer, Prof. Irit Gat Viks van TAU's Afdeling Celonderzoek en Immunologie en Prof. Lior Heller van Assaf HaRofeh Medisch Centrum in Israël. Het werd onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Advanced Materials.

Het vermijden van anti-afstotingsmedicijnen

Momenteel is het nog zo dat bij het ontwikkelen van weefsels voor de regeneratieve geneeskunde cellen van de patiënt geïsoleerd en gekweekt worden in biomaterialen om te worden samengevoegd tot een functioneel weefsel. Deze biomaterialen die van planten of dieren worden afgenomen kunnen synthetisch of natuurlijk zijn.

Na transplantatie kunnen ze afstotingsverschijnselen gaan vertonen, die uiteindelijk leiden tot afstoting van het geïmplanteerde weefsel. Patiënten die gemanipuleerde weefsels of andere implantaten ontvangen, worden behandeld met medicijnen tegen afstoting, die de gezondheid van de patiënt helaas in gevaar kunnen brengen.

De nieuwe methode lost dat probleem op

"Met onze technologie kunnen we elk type weefsel ontwikkelen en na transplantatie kunnen we elk ziek of gewond orgaan efficiënt herstellen - een hart na een hartaanval, hersenen na een trauma of aangetast door de ziekte van Parkinson, een ruggenmerg na een verwonding, etc.", zei Dvir.

"Bovendien kunnen we adipogene (vetweefsel) implantaten ontwikkelen voor cosmetische operaties of hersteloperaties. Deze implantaten worden niet door het lichaam afgestoten”.

De onderzoekers haalden een kleine biopt uit vetweefsel van patiënten en scheidden vervolgens hun cellulaire en extracellulaire materialen. De cellen werden geherprogrammeerd om geïnduceerde pluripotente stamcellen te worden. Deze stamcellen zijn in staat om cellen te maken van alle drie de basishuidlagen, zodat ze mogelijk elke cel of elk weefsel kunnen produceren dat het lichaam nodig heeft om zichzelf te repareren. Het extracellulaire materiaal werd verwerkt tot een hydrogel eigen aan die persoon.

Na het combineren van de stamcellen en de hydrogel, hebben de wetenschappers met succes de lichaamseigen weefselmonsters ontwikkeld en deze op afstotingsverschijnselen getest bij de patiënten.

De onderzoekers zijn momenteel bezig met het herstellen van een beschadigd ruggenmerg en een hartinfarct met respectievelijk ruggenmerg- en hartimplantaten. Ze zijn ook begonnen met onderzoek naar de mogelijkheid om menselijke dopamine-implantaten in te brengen bij dieren voor de behandeling van de ziekte van Parkinson.

De onderzoekers zijn van plan andere organen, waaronder darmen en ogen, ook te kunnen herstellen met behulp van lichaamseigen materialen en cellen van de patiënt.

"Wij geloven dat de technologie van volledig lichaamseigen implantaten van welk type dan ook, ons in staat zal stellen elk orgaan te herstellen met een minimaal risico op afstoting", aldus Dvir.

___________

ENGLISH    

Breakthrough development uses a patient's own stomach cells, cutting the risk of an immune response to implanted organs

By: ISRAEL21c Staff, November, 2018


Israeli researchers report that they have invented the first fully personalized tissue implant, engineered from a patient’s own materials and cells. The new technology makes it possible to engineer any kind of tissue implant, for the spinal cord, to the heart, or brain, from one small fatty tissue biopsy.

“We were able to create a personalized hydrogel from the materials of the biopsy, to differentiate fatty tissue cells into different cell types and to engineer cardiac, spinal cord, cortical and other tissue implants to treat different diseases", said lead researcher Prof. Tal Dvir of Tel Aviv University’s Center for Nanoscience and Nanotechnology and Sagol Center for Regenerative Biotechnology.

“Since both the cells and the material used derive from the patient, the implant does not provoke an immune response, ensuring proper regeneration of the defected organ", Dvir explained.

The research was conducted by Dvir’s postdoctoral researcher, Reuven Edri, and doctoral students Nadav Noor and Idan Gal, in collaboration with Prof. Dan Peer and Prof. Irit Gat Viks of TAU’s Department of Cell Research and Immunology and Prof. Lior Heller of Assaf HaRofeh Medical Center in Israel. It was recently published in the journal Advanced Materials.

Avoiding anti-rejection drugs

Currently, in tissue engineering for regenerative medicine, cells are isolated from the patient and cultured in biomaterials to assemble into a functional tissue. These biomaterials can be synthetic or natural, derived from plants or animals.

After transplantation, they may induce an immune response that leads to rejection of the implanted tissue. Patients receiving engineered tissues or any other implants are treated with immuno-suppressors, which unfortunately can endanger the health of the patient.

The new method solves that problem

“With our technology, we can engineer any tissue type, and after transplantation we can efficiently regenerate any diseased or injured organ — a heart after a heart attack, a brain after trauma or with Parkinson’s disease, a spinal cord after injury", said Dvir.

“In addition, we can engineer adipogenic (fatty tissue) implants for reconstructive surgeries or cosmetics. These implants will not be rejected by the body".

The researchers extracted a small biopsy of fatty tissue from patients, then separated its cellular and a-cellular materials. While the cells were reprogrammed to become induced pluripotent stem cells — able to make cells from all three basic body layers, so they can potentially produce any cell or tissue the body needs to repair itself — the extracellular material was processed to become a personalized hydrogel.

After combining the resulting stem cells and the hydrogel, the scientists successfully engineered the personalized tissue samples and tested the patients’ immune responses to them.

The researchers are currently engaged in regenerating an injured spinal cord and an infarcted heart with spinal-cord and cardiac implants. They have also begun to investigate the potential of human dopaminergic implants to treat Parkinson’s disease in animal models.

The researchers plan to regenerate other organs, including intestines and eyes, using the patients’ own materials and cells.

“We believe that the technology of engineering fully personalized tissue implants of any type will allow us to regenerate any organ with a minimal risk of immune response,", Dvir said.