Zeitschrift für Stammzellforschung und -therapie

Abstrakt

Bioartifizielles Lebergerät auf Basis induzierter pluripotenter Stammzellen

Songyang Ren, Joseph Ignatius Irudayam, Deisy Contreras, Dhruv Sareen, Dodanim Talavera-Adame, Clive N. Svendsen und Vaithilingaraja Arumugaswami

Dekompensierte Lebererkrankungen erfordern eine Lebertransplantation. Der Mangel an Spenderorganen ist jedoch ein limitierender Faktor. Die Nutzung der Technologie menschlicher induzierter pluripotenter Stammzellen (iPSC) in Kombination mit einem auf Hohlfasern basierenden bioartifiziellen Lebergerät (BAL) kann für Patienten mit Leberversagen von Vorteil sein. Unser Ziel ist die Entwicklung eines BAL-Moduls aus iPSC-abgeleiteten Hepatozyten (iHeps), die im extrakapillären Raum (ECS) von Hohlfasermembrankapillaren angeordnet sind, die den Blutfluss durch den intrakapillären Raum (ICS) ermöglichen und so die Mikroarchitektur des Gewebes nachahmen. Für die Proof-of-Concept-In-vitro-Studie wurde eine Kartusche mit semipermeablen Polysulfonmembranfasern als künstliches Lebergerät verwendet. Als Quelle für menschliche Leberzellen haben wir metabolisch aktive Hepatozyten aus iPSC gewonnen. Die iHeps auf Mikroträgerperlen wurden in den ECS einer Hohlfaser-Bioreaktorkartusche geladen und mithilfe eines geschlossenen kontinuierlichen Durchflusssystems kultiviert. Die iHeps sezernierten menschliches Albumin, Prothrombin und Apolipoprotein B in das Hohlfaser-ICS-Medium, und das kontinuierliche Durchflusssystem verbesserte auch die Reifung der iHeps. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die iPSC-Hepatozyten im bioartifiziellen Lebergerät ihre sekretorische Funktion beibehielten und eine Zellreifung aufwiesen. Das iPSC-Hepatozyten-BAL hat das Potenzial, als Leberunterstützungsgerät zur Behandlung dekompensierter Lebererkrankungen weiterentwickelt zu werden.