Проект почек, национальная инициатива по разработке имплантируемой биоискусственной почки, которая могла бы устранить необходимость в диализе, объявит о ключевой вехе в презентации 7 ноября 2019 года на конференции Американского общества нефрологов в рамках Недели почек 2019 в Вашингтоне, округ Колумбия.
Команда сообщит, что ученые Калифорнийского университета в Сан-Франциско успешно имплантировали прототип почечного биореактора, содержащий функциональные клетки почек человека, свиньям без серьезных проблем с безопасностью. Устройство размером с колоду карт не вызывало иммунной реакции и не приводило к образованию тромбов у животных, что является важной вехой на пути к будущим испытаниям на людях.
"Это первая демонстрация того, что клетки почек могут быть успешно имплантированы крупному животному без подавления иммунитета и оставаться достаточно здоровыми, чтобы выполнять свои функции. Это ключевая веха для нас," сказал со-руководитель проекта почек Шуво Рой, доктор философии.D., преподаватель кафедры биоинженерии и терапевтических наук, объединенного отделения фармацевтических и медицинских школ UCSF. "Основываясь на этих результатах, теперь мы можем сосредоточиться на увеличении масштаба биореактора и объединении его с компонентом фильтрации крови искусственной почки."
Почечный проект UCSF-Vanderbilt направлен на отказ от диализа
Около 750000 американцев – и два миллиона человек во всем мире – проходят лечение от терминальной стадии почечной недостаточности (ТПН), и показатели заболеваемости почек быстро растут, что приводит к острой нехватке почек для трансплантации. По состоянию на 2016 год в США для трансплантации было доступно только 21000 донорских почек.S. в листе ожидания, насчитывающем почти 100000 человек, и продлении срока от пяти до десяти лет.
Большинство пациентов, ожидающих трансплантации почки, выживают, проходя длительные и обременительные процедуры диализа несколько раз в неделю для выведения токсинов из крови, но диализ не заменяет многие важные функции почек, и в среднем только 35 процентов диализных пациентов остаются в живых после пяти лет. Диализ и другие методы лечения ТПН, которые повсеместно покрываются программой Medicare, стоили 35 миллиардов долларов в 2016 году, что составляет семь процентов годового бюджета Medicare.
Проект почек [Pharm.ucsf.edu / kidney] под руководством нефролога Медицинского центра Университета Роя и Вандербильта Уильяма Х. Фиссел, доктор медицины, который более десяти лет работал над созданием имплантируемой биоискусственной почки с целью устранения диализа и уменьшения нехватки донорских почек.
Имплантируемое устройство, разрабатываемое The Kidney Project, состоит из двух компонентов: системы фильтрации крови, называемой гемофильтром, которая удаляет токсины из крови, пропуская их через силиконовые мембраны, изготовленные с порами точной формы нанометрового размера; и биореактор, который содержит культивированные клетки почек человека, предназначенные для выполнения других функций почек, таких как поддержание адекватного объема жидкости и кровяного давления, регулирование уровня соли и выработка основных гормонов.
После многообещающих исследований на крупных животных система гемофильтрации The Kidney Project в настоящее время ожидает одобрения FDA для первоначального клинического испытания для оценки ее безопасности. Технология биореактора апробирована в лабораторных экспериментах, но до сих пор не была имплантирована животным.
Биореактор, содержащий клетки почек человека, имплантированные свиньям без иммунной реакции или сгустков крови
На презентации «Неделя почек» 7 ноября Ребекка Гологорски, доктор медицины, член команды UCSF по хирургическим инновациям, покажет, как силиконовые мембраны внутри имплантированного биореактора защищают закрытые клетки почек человека от иммунной системы хозяина, сохраняя передающийся через кровь иммунитет. клетки и белки вне устройства.
"Священным Граалем трансплантационной терапии было найти способы избежать необходимости в пожизненных иммуносупрессивных препаратах, которые часто требуются для предотвращения иммунного отторжения," Рой сказал. "Эти препараты не только подвергают пациентов воздействию инфекций и других вредных побочных эффектов, но и, как было показано, непосредственно повреждают пересаженные клетки и органы, со временем подрывая терапевтический эффект трансплантатов."
По словам Роя, еще одним ключевым преимуществом предотвращения иммуносупрессии является ее стоимость для пациентов: "В настоящее время Medicare покрывает диализ на всю жизнь, но иммунодепрессанты покрываются только в течение первых трех лет после трансплантации. Многие пациенты, которым проводят трансплантацию почки, в конечном итоге теряют новый орган, потому что они не могли позволить себе иммунодепрессанты, необходимые для его здоровья."
Команда Роя также тщательно спроектировала прототип биореактора, чтобы избежать образования тромбов, которые могут привести к тромбоэмболии легочной артерии или инсульту, что является серьезной проблемой, с которой сталкиваются все пациенты с долгосрочными медицинскими имплантатами. Они достигли этого, покрывая силиконовые мембранные фильтры, которые контактируют с кровью, биологически безопасными молекулами и разработали устройство, чтобы избежать турбулентного кровотока, который также может вызвать свертывание крови.
"Мы не могли использовать стандартные безопасные для крови покрытия, разработанные для сердечных клапанов, катетеров и других устройств, потому что они настолько толстые, что полностью блокируют поры наших силиконовых мембран," Рой сказал. "Одним из наших достижений было создание подходящего химического состава поверхности наших силиконовых мембран, который делает их биологически безопасными для крови."
Результаты, по словам Роя, демонстрируют прогресс в достижении долгожданной клинической картины «Проекта почек» "Trifecta": устройство с питанием от сердца, которое работает без батарей или других внешних подключений, которые могут представлять риск заражения, и которое может очищать кровь без лекарств против отторжения или разжижителей крови.
Теперь исследователи стремятся расширить прототип биореактора, чтобы он содержал больше клеток, чтобы проверить, может ли имплантированное устройство дополнить функцию почек у животных с почечной недостаточностью, с конечной целью – в конечном итоге перевести устройство на испытания безопасности на людях.
"Внедрение такой комплексной клеточной терапии в клинику будет нетривиальной задачей – например, для этого потребуются значительные инвестиции в производство и определение характеристик клеток в контролируемых установках GMP, чтобы избежать любой возможности заражения," Рой сказал. "Теперь мы подтвердили, что находимся на правильном пути, чтобы двигаться вперед в этих усилиях."