„Mugurii” de ficat - mici bulgări de țesut hepatic uman tridimensional funcțional - au fost cultivate dintr-un amestec de celule stem. Fotografie de Takanori Takebe
Dacă suferiți de insuficiență hepatică și aveți nevoie de un transplant, șansele sunt sumbre. Insuficiența hepatică acută poate provoca moartea în câteva luni sau săptămâni de la apariția simptomelor pentru prima dată, iar șansele de a obține un transplant de ficat sunt subțiri - sunt aproape 17.000 de persoane în SUA care așteaptă un ficat chiar acum și timpul mediu de așteptare se poate apropia. un an în lungime.
Acesta este motivul pentru care oamenii de știință se străduiesc să descopere mijloace alternative de generare a ficatelor de înlocuire, mai ales prin manipularea celulelor stem induse pentru a dezvolta țesut hepatic. Recent, o echipă de oameni de știință din Japonia a făcut un pas imens înainte spre acest obiectiv, folosind celulele stem pentru a crește mici bucăți de ficat rudimentare care au funcționat eficient atunci când sunt implantate la șoareci, producând proteine și filtrând substanțele chimice așa cum fac ficatele normale.
Grupul a prezentat rapoarte preliminare despre succesul lor anul trecut la reuniunea anuală a International Society for Stem Cell Cell, dar nu a dezvăluit detaliile complete până astăzi, într-un studiu publicat în Nature . Deși este departe de certitudinea că metoda lor va rezulta vreodată într-un ficat de înlocuire - și chiar dacă se va întâmpla, vor fi cu ani înainte să fie dovedită sigură și eficientă pentru oameni - realizarea reprezintă primul organ uman funcțional, deși mic - la scară, care a fost crescut numai din celulele stem.
Cercetătorii, conduși de Takanori Takebe, de la Universitatea Yokohama City, au lucrat cu celule stem pluripotente induse, care sunt ca celulele stem embrionare, prin faptul că sunt capabile să se dezvolte în orice tip de țesut uman posibil, dar sunt produse prin manipularea celulelor somatice normale ale adulților. . Datorită preocupărilor etice asociate cu recoltarea celulelor stem din embrioni umani - împreună cu faptul că, în SUA, există numeroase restricții legale împotriva acestui lucru - majoritatea oamenilor de știință din domeniu utilizează acum aceste tipuri de celule stem.
Oamenii de știință au început să folosească semnale chimice speciale pentru a determina aceste celule stem, care cresc într-o farfurie Petri, să se dezvolte în celule hepatice generalizate cunoscute sub numele de hepatocite, așa cum s-a făcut în cercetările lor anterioare. Trucul lor adevărat, însă, a fost ceea ce a urmat. Pentru a imita dezvoltarea țesutului hepatic în embrioni umani normali, acestea s-au amestecat în alte două tipuri de celule: celule endoteliale (care aliniază interiorul vaselor de sânge) și celule stem mezenchimale (care se pot dezvolta în grăsime, cartilaj sau os).
Toate aceste celule au fost plasate într-un aranjament bidimensional în vasele Petri, dar în următoarele două zile, s-au autoorganizat în „muguri” hepatici tridimensionali, care aveau aproximativ cinci milimetri lungime și seamănă cu faza timpurie a dezvoltării ficatului. în embrioni umani sănătoși, la aproximativ cinci săptămâni de la fertilizare. La microscop, s-a arătat că mugurii au același amestec organizatoric de hepatocite și vase de sânge prezente în mod normal în țesutul hepatic.
Se pare că echipa a încercat sute de combinații diferite de tipuri de celule adăugate în diferite etape și în cantități diferite înainte de a ajunge la cocktail-ul precis care a dus la creșterea mugurilor de ficat, un proces care a durat mai mult de un an. Acestea au lansat un videoclip de scurgere a timpului, care arată amestecul de celule de succes care absoarbe spontan nutrienții și crește într-un mugure hepatic (o versiune special colorată este afișată pe partea stângă):
Aceștia au pus testele acestor muguri hepatici prin implantarea lor la șoareci, fie în interiorul cavităților lor abdominale, fie în craniile lor. O varietate de teste au arătat că aceste ficatei rudimentare au fost capabile să îndeplinească toate aceleași funcții ca ficaturile umane mature - producând aceleași proteine, filtrând toate aceleași substanțe și, în mod crucial, metabolizează anumite substanțe chimice cu care țesutul hepatic uman poate trata în mod normal, dar șoarecele. țesutul hepatic nu poate.
Există încă o cantitate imensă de cercetare necesară înainte ca acest tip de proces să poată fi utilizat pentru a produce țesut hepatic de substituție pentru oameni - Takebe presupune că vor trece aproximativ zece ani înainte ca primele studii clinice umane să poată începe. Pentru cercetători, următorii pași sunt generarea de muguri hepatici care seamănă mai mult cu țesutul hepatic normal (complet cu conducte biliare și alte structuri) și producerea unui număr mai mare de muguri, deoarece estimează că undeva de ordinul a zeci de mii ar fi necesar să crească un ficat, cel mai mare organ intern al corpului uman.
Poate că cel mai interesant aspect al acestei cercetări este universalitatea potențială a acesteia: Cercetătorii speculează că acest fel de metodă ar putea fi folosit într-o zi pentru a crește tot felul de țesuturi de organe, inclusiv cel al pancreasului și rinichilor. Pe termen scurt, tehnica ar putea avea și aplicații inovatoare - de exemplu, mugurii hepatici singuri ar putea fi folosiți pentru a testa toxicitatea medicamentelor în curs de dezvoltare, deoarece structurile interne complete ale organului nu sunt necesare pentru a determina care substanțe chimice nu pot fi rupte. jos în corp.
