Incorporating hepatic cell function into lung ex vivo lung perfusion for transplant preservation
将肝细胞功能纳入肺离体肺灌注以保存移植物
基本信息
- 批准号:10666953
- 负责人:
- 金额:$ 23.85万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2023
- 资助国家:美国
- 起止时间:2023-04-01 至 2025-01-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
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项目摘要
ABSTRACT RESUBMISSION 1R21 HL164436-01 IN RESPONSE TO NHLBI “NOT-HL-21-024
BOLD AND NEW BIOENGINEERING RESEARCH”
In contrast with other organs, preservation times of lung grafts for transplantation are limited to
no more than 8 hours with standard cold preservation. Declining quality with extending
preservation times increases the risk of primary graft dysfunction, a risk factor for developing
chronic rejection, which could account for the low 5-year survival rate (50%) following lung
transplantation (LTx). Ex Vivo Lung Perfusion (EVLP) is expected to improve lung preservation
and transplant outcomes by providing normothermic circulation and ventilation. A problem is that
current EVLP is self-limited by normothermia-activated lung metabolism. The accumulation of
toxic metabolites leads to a proinflammatory state, activating Receptor of Advanced Glycation
End-Products (RAGE) and nuclear factor (NF)-B mechanisms, which in turn upregulate
proinflammatory cytokine signaling. Experimentally, cross-circulation of a whole swine with EVLP
by others demonstrated improved lung resuscitation, but the exact contributors to this
improvement remain unclear. Own in vitro preliminary data suggest a role for hepatic function in
enhancing endothelial preservation. In previous work, we have maintained normal hepatic
detoxification, synthesis, and regulation in in vitro circuits using liver cell bioreactors (BRx). We
hypothesize first that the liver function in the swine cross-circulation model played a major role
in enhancing EVLP and tissue viability. We also hypothesize that a hepatocyte BRx can partly
substitute for whole-swine liver function on EVLP and maintain the observed improvements lung
preservation and LTx outcomes. Our Specific Aim is to provide proof-of-principle for the ability
of hepatocyte BRx to enhance lung graft preservation. We will incorporate a hepatic BRx in our
established EVLP circuits and demonstrate its effect on short-term LTx in experimental rat
models. We will repeat these experiments using a cadaveric human EVLP model. We will conduct
comprehensive phenotypic, transcriptional, and functional endpoint assessments on lung tissue
and hepatic cells in BRx, such as RAGE and NF-B. If successful, our technology will provide the
means to change the current state of EVLP for lung preservation and allow lungs to be maintained
longer outside the donor body with less cellular injury. Ultimately, our work will address current
limitations in LTx, including increasing viable donor organ transportation time and distance,
helping reduce LTx waiting lists, and improving post-transplant patient survival.
摘要重新提交 1R21 HL164436-01 回应 NHLBI“NOT-HL-21-024
大胆而新颖的生物工程研究”
与其他器官相比,用于移植的肺移植物的保存时间有限
标准冷藏不超过8小时,随时间延长品质下降。
保存时间会增加原发性移植物功能障碍的风险,这是发展的危险因素
慢性排斥反应,这可能是肺移植术后 5 年生存率较低 (50%) 的原因
移植(LTx)。离体肺灌注(EVLP)有望改善肺保存。
通过提供常温循环和通气来改善移植结果 一个问题是
目前的EVLP是通过常温激活的肺代谢进行自我限制的。
有毒代谢物导致促炎状态,激活高级糖化受体
最终产物 (RAGE) 和核因子 (NF)-β 机制,进而上调
实验上,整头猪与 EVLP 的交叉循环。
其他人证明了肺复苏的改善,但具体的贡献者
自己的体外初步数据表明肝功能的作用仍不清楚。
在之前的工作中,我们维持了正常的肝脏。
使用肝细胞生物反应器 (BRx) 进行体外回路解毒、合成和调节。
首先捕捉到肝功能在猪交叉循环模型中发挥了主要作用
我们还认为,肝细胞 BRx 可以部分增强 EVLP 和组织活力。
替代 EVLP 上的全猪肝功能并维持观察到的肺部改善
我们的具体目标是为该能力提供原理证明。
肝细胞 BRx 以增强肺移植物的保存 我们将在我们的研究中纳入肝 BRx。
建立 EVLP 电路并证明其对实验大鼠短期 LTx 的影响
我们将使用人体 EVLP 模型重复这些实验。
对肺组织进行全面的表型、转录和功能终点评估
以及 BRx 中的肝细胞,例如 RAGE 和 NF-κB 如果成功,我们的技术将提供
意味着改变EVLP的当前状态以进行肺保存并让肺得以维持
最终,我们的工作将解决当前的问题。
LTx 的局限性,包括增加可行的供体器官运输时间和距离,
帮助减少 LTx 等待名单,并提高移植后患者的生存率。
项目成果
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