Kerajaan penyeberangan: Menggunakan tumbuhan yang telah mengalami dekellularisasi sebagai jaringan yang dapat berkembang biak perancah rekayasa Introduction: Kebutuhan organ dan jaringan yang tersedia untuk transplantasi jauh melebihi ketersediaannya. Lebih dari 100.000 pasien dapat ditemukan pada daftar tunggu donor pada waktu tertentu dan rata-rata 22 orang meninggal setiap hari sambil menunggu organ atau jaringan donor menjadi tersedia. Jaringan teknik telah membuat langkah signifikan selama dekade terakhir melalui pengembangan cangkok jaringan, meningkatkan jumlah potensi solusi yang layak untuk pasien-pasien ini. Namun, masih ada masalah yang menghambat terjemahan mereka ke klinik. Salah satu faktor utama saat ini membatasi penerapan klinis solusi rekayasa jaringan adalah kurangnya jaringan vaskular fungsional. Tanpa jaringan vaskular yang layak, batas difusi oksigen 100e200 mm dalam jaringan tidak dapat diatasi, akibatnya membatasi ukuran cangkokan yang dapat direkayasa dan mempertahankan kelangsungan hidup. Sebagian besar teknik bioteknologi saat ini tidak dapat menciptakan pembuluh perfusi paten. Teknik seperti pemuatan perancah dengan faktor pro-angiogenik [3], formasi jaringan vaskuler yang dipandu seluler [4], dan desain mikrofabricated [5] telah menunjukkan keberhasilan yang terbatas dalam sepenuhnya rekapitulasi vaskulatur asli. Selanjutnya, mikrovaskulatur (berdiameter <10 mm) tidak dapat difabrikasi secara fungsional dengan teknik biofabrikasi saat ini, seperti pencetakan 3-D. Alih-alih mencoba membangun jaringan vaskular, fokus saat ini telah bergeser ke arah pendekatan bio-terinspirasi, lebih lanjut didorong oleh munculnya teknik berbasis perfusi untuk dekellularisasi [6]. Dekellularisasi menghilangkan bahan seluler dari jaringan atau organ yang meninggalkan perancah aselular yang terdiri dari matriks ekstraseluler (ECM), komposisi yang tergantung pada jaringan atau organ dari mana ia berasal [7], sambil mempertahankan jaringan pembuluh darah utuh [8] . Dengan membuang bahan seluler dari jaringan donor, graft dekellularisasi akan menjadi nonimmunogenic sementara tetap mempertahankan struktur organ kasar [9]. Jaringan dan organ yang terdekellularisasi kemudian dapat di recellularized dengan sel pasien sendiri untuk menciptakan cangkok autologus [8]. Komposisi biokimia asli dan struktur jaringan hirarkis dari cangkok dekellularis potensial berasal dari donor jaringan atau organ. Hal ini secara inheren menyebabkan inkonsistensi antara jaringan atau organ yang berasal dari pasien yang berbeda, atau terdekellularisasi menggunakan metode yang berbeda, karena variabel perancu seperti usia, organisme atau jaringan patologi, dan spesifikasi dari protokol dekellularization [7,10,11]. Secara khusus, analisis komposisi protein melalui spektrometri massa telah menunjukkan perbedaan drastis dalam komposisi jaringan dekellularized antara berbeda. pasien [12,13]. Jaringan mamalia decellularized juga pasokannya pendek dan, bahkan ketika tersedia, mahal. Selain itu, sejumlah besar penelitian tambahan perlu dilakukan sebelum seluruh organ decellularized dapat dianggap sebagai pilihan praktis secara klinis [14]. Akibatnya, sumber jaringan yang lebih konsisten, hemat biaya dan mudah tersedia untuk dekellularisasi akan menghasilkan prospek yang lebih baik dengan meningkatkan jumlah cangkokan yang layak dengan biaya yang jauh lebih rendah Sebagian besar pendekatan bioteknologi saat ini dibatasi oleh isolasi fisik dan intelektual dari penelitian dasar di berbagai organisme ke kerajaan biologis masing-masing. Tantangan kritis ini dapat diatasi dengan memanfaatkan kontribusi lintas-kerajaan dalam platform bioteknologi yang sama. Tumbuhan dan hewan mengeksploitasi pendekatan yang berbeda secara mendasar untuk mengangkut cairan, bahan kimia, dan makromolekul, namun ada kesamaan yang mengejutkan dalam struktur jaringan vaskular mereka (Gambar 1). Vaskulatur tumbuhan mengikuti Hukum Murray [15], yang merupakan hukum fisiologis yang menggambarkan desain jaringan percabangan yang meruncing dari sistem
kardiovaskular manusia [16]. Struktur dalam jaringan tanaman [17], seperti jaringan manusia [18], menunjukkan sifat mekanik yang bervariasi, memungkinkan berbagai fungsi. Dinding sel tanaman terdiri dari berbagai polisakarida, yang paling menonjol di antaranya adalah selulosa, pektin, dan hemiselulosa [19]. Selulosa, yang merupakan komponen dinding sel tumbuhan yang paling melimpah, adalah biomaterial yang dipelajari dengan baik untuk berbagai aplikasi klinis [20]. Selulosa bersifat biokompatibel dan telah terbukti meningkatkan penyembuhan luka [21]. Selanjutnya, scaffolds rekayasa jaringan selulosa yang berasal dari potongan apel dekellularized telah menunjukkan kemampuan untuk lampiran dan proliferasi sel mamalia [22] dan ditemukan biokompatibel ketika ditanamkan secara subkutan dalam vivo [23]. Pektin [24] dan hemiselulosa [25] juga telah dipelajari sebagai biomaterial untuk rekayasa jaringan tulang dan penyembuhan luka, masing-masing. Kesamaan bawaan dan biokompatibilitas jelas dari ECM tanaman memacu kita untuk melihat ke seluruh kerajaan dan menyelidiki apakah tumbuhan dan pembuluh darah bawaan mereka bisa berfungsi sebagai perancah yang perfusable untuk rekayasa jaringan manusia. Teknik dekellularisasi diterapkan pada berbagai spesies tumbuhan dan jaringan untuk menghasilkan scaffolds perancah jaringan aseluler pra-vascularized. Limpahan dan pertumbuhan yang cepat dari banyak spesies tanaman juga menyediakan bahan perancah yang lebih murah, lebih banyak dan berkelanjutan.
RESULT: Persiapan dan karakterisasi perancah tanaman decellularized Penilaian patensi vaskular daun pasca-dekellularisasi Recellularization perancah daun dekellularized dengan sel manusia Kardiomiosit yang diturunkan dari stem sel manusia yang berasal dari manusia berfungsi pada perancah tanaman yang mengalami dekellularisasi