Rebesiedlung dezellularisierter Rattenpankreata mit Langerhans-Inseln

Abstract

Introduction: Decellularization of pancreata and repopulation of these non-immunogenic matrices with islets and endothelial cells could provide transplantable, endocrine Neo-Pancreata. Methods: In this study, rat pancreata were perfusion decellularized and repopulated with intact islets, comparing three perfusion routes (artery, portal vein, pancreatic duct). Results: Decellularization effectively removed all cellular components but conserved the pancreas specific extracellular matrix. Digital subtraction angiography of the matrices showed a conserved integrity of the decellularized vascular system but a contrast emersion into the parenchyma via the decellularized pancreatic duct. Islets infused via the pancreatic duct leaked from the ductular system into the peri-ductular decellularized space despite their magnitude. TUNEL staining and Glucose stimulated insulin secretion revealed that islets were viable and functional after the process. Discussion: We present the first available protocol for perfusion decellularization of rat pancreata via three different perfusion routes. Furthermore, we provide first proof-of-concept for the repopulation of the decellularized rat pancreata with functional islets of Langerhans. The presented technique can serve as a bioengineering platform to generate implantable and functional endocrine Neo-Pancreata.

Einführung: Mittels Dezellularisierung von Bauchspeicheldrüsen und Repopularisierung dieser nicht-immunogenen Matrizen mit Langerhans-Inseln und Endothelzellen könnte ein transplantables endokrines Neo-Pankreas generiert werden. Methoden: In dieser Studie wurden Bauchspeicheldrüsen von Ratten mittels Perfusion dezellularisiert und anschließend mit intakten Langerhans-Inseln besiedelt. Dafür wurden drei Perfusionswege verglichen (Arterie, Portalvene, Ductus pancreaticus). Ergebnisse: Mittels Dezellularisierung wurden alle zellulären Komponenten aus dem Organ gelöst, während die pankreas-spezifische Extrazellulärmatrix erhalten blieb. Eine digitale Subtraktionsangiographie machte die Integrität des Gefäßsystems sichtbar. Inseln, welche in den Pankreasgang infundiert wurden, entwichen aus dem duktalen System in den peri-duktalen dezellularisierten Raum. Die TUNEL-Färbung und eine Glucose stimulierte Insulin-Sekretion machten deutlich, dass die Langerhans-Inseln die Rezellularisierung überlebten und funktional waren. Diskussion: Wir präsentieren das erste verfügbare Protokoll zur Perfusions-Dezellularisierung von Ratten-Pankreata über drei verschiedene Routen. Diese Studie verdeutlicht die Machbarkeit der Repopularisierung von dezellularisierten Ratten-Pankreata mit funktionalen Langerhans-Inseln. Die Technik kann als Plattform zur Generierung von implantierbaren endokrinen Neo-Pankreata dienen.