Pentru pacienţii care suferă de boli cronice de plămâni, transplantul devine unica lor şansă de supravieţuire, însă un experiment efectuat de cercetătorii Universităţii Vermont din SUA a reuşit regenerarea ţesutului pulmonar. Este un mare succes, care dă speranţe celor circa 12,7 milioane de pacienţi diagnosticaţi cu tulburări pulmonare obstructive cronice (COPD) sau fibroză pulmonară din SUA. De altfel, COPD reprezintă a treia cauză a mortalităţii peste Ocean.

PLĂMÂNI DIN EPRUBETĂ Echipa coordonată de profesorul Daniel Weiss efectuează cele mai avansate studii de bioinginerie pulmonară din lume, ce presupun folosirea unor eşantioane de ţesut pulmonar prelevate de la cadavre umane, pentru a recrea plămâni pentru pacienţii cu boli în stadiu terminal. În patru studii publicate până acum, cercetătorii americani au analizat mai multe perspective asupra procesului de separare a materialului celular de la plămânii recoltaţi de la cadavre şi înlocuirea lui cu celule stem, într-un efort de a dezvolta noi plămâni, sănătoşi, pentru transplant. Deocamdată, s-a lucrat doar pe animale, dar cercetătorii au reuşit să afle răspunsul la o serie de probleme ridicate în timpul procesului de recreare a ţesutului pulmonar, cum ar fi depozitarea şi sterilizarea eşantioanelor decelularizate prelevate de la cadavre şi influenţa vârstei sau a stării de boală a plămânilor donatori asupra acestor proceduri. Într-unul dintre aceste studii s-au reuşit chiar construcţii tridimensionale acelulare ale plămânilor umani şi porcini, care cresc capacitatea de a recrea efectiv plămâni umani.

AJUTORUL ALGELOR Refacerea unui plămân uman întreg este scumpă şi dificilă şi, spre deosebire de modelele folosite pe şoareci, procesul nu permite cu uşurinţă studierea condiţiilor, cum ar fi tipurile de celule, factorii de creştere şi de mediu, precum întinderea mecanică ce permite respiraţia normală. Cercetătorii americani au dezvoltat tehnica de a diseca şi a recelulariza mai multe segmente mici, într-un mod biologic şi fiziologic corespunzător cu interacţiunea tridimensională a vaselor de sânge cu căile respiratorii ale plămânilor şi sacilor de aer. Apoi, au dezvoltat o nouă metodă care utilizează un polimer netoxic, extras din algele marine, pe care l-au utilizat ca înveliş pentru fiecare segment pulmonar recelularizat. Acest proces a permis echipei să injecteze selectiv noi celule stem în micile segmente pulmonare decelularizate, păstrând, în acelaşi timp, canalele vasculare şi respiratorii. Utilizarea acestei tehnici, care a dus la o retenţie mai mare de celule stem umane atât la porc, cât şi în ţesuturile umane, permite ventilarea segmentelor pulmonare mici şi, astfel, utilizarea lor în studiul asupra procesului de diferenţiere a celulelor stem.

Printr-o altă tehnică inovativă, termografia sau imaginea termică, s-a dezvoltat un mijloc non-invaziv şi non-distructiv pentru monitorizarea integrităţii şi atributelor fiziologice ale schelelor pulmonare, în timp real, în timpul procesului de decelularizare. Această metodă ar putea fi folosită ca un prim pas în a stabili dacă plămânii şi eventualele ţesuturi obţinute sunt potrivite pentru recelularizare şi transplant.