Jetrni "brsti" - majhne kepe funkcionalnega tridimenzionalnega človeškega jetrnega tkiva - so bile gojene iz mešanice matičnih celic. Avtor fotografije Takanori Takebe
Če trpite za odpovedjo jeter in potrebujete presaditev, so možnosti nejasne. Akutno odpoved jeter lahko povzroči smrt v nekaj mesecih ali tednih od trenutka, ko se simptomi prvič pojavijo, in možnosti za presajanje jeter so majhne - v ZDA skoraj 17.000 ljudi čaka na jetra in povprečni čas čakanja se lahko približa leto v dolžino.
To je razlog, da si znanstveniki prizadevajo najti nadomestna sredstva za ustvarjanje nadomestnih jeter, večinoma z manipulacijo induciranih matičnih celic za razvoj jetrnega tkiva. Pred kratkim je ekipa znanstvenikov iz Japonske naredila velik korak naprej k temu cilju in z matičnimi celicami zrasla majhne rudimentarne grudice jeter, ki so učinkovito delovale, ko so jih vsadili v miši, proizvajali beljakovine in filtrirali kemikalije, kot to počnejo običajne jeterji.
Skupina je predstavila predhodna poročila o njihovem uspehu v lanskem letu na letnem srečanju Mednarodnega društva za raziskave matičnih celic, vendar vse podrobnosti do danes ni razkrila v raziskavi, objavljeni v reviji Nature . Čeprav še zdaleč ni gotovo, da bo njihova metoda kdaj povzročila nadomestna jetra - in četudi bo, bo minilo še nekaj let, preden bo dokazano varen in učinkovit za ljudi - dosežek predstavlja prvi v življenju funkcionalen človeški organ, čeprav majhen - skale, ki je bila gojena izključno iz matičnih celic.
Raziskovalci, ki jih vodi Takanori Takebe z univerze Yokohama City, so sodelovali z induciranimi pluripotentnimi matičnimi celicami, ki so kot embrionalne matične celice v tem, da se lahko razvijejo v katero koli možno vrsto človeškega tkiva, vendar nastanejo z manipulacijo normalnih somatskih celic odraslih. . Zaradi etičnih pomislekov, povezanih s pridobivanjem matičnih celic iz človeških zarodkov - in dejstvom, da v ZDA obstajajo številne zakonske omejitve za to - večina znanstvenikov na tem področju namesto tega uporablja te vrste matičnih celic.
Znanstveniki so začeli z uporabo posebnih kemičnih signalov, da bi spodbudili te matične celice, ki rastejo v petrijevi posodi, da se razvijejo v generalizirane jetrne celice, znane kot hepatociti, kot so to storili v njihovih predhodnih raziskavah. Njihov pravi trik pa je bil tisto, kar je sledilo. Da posnemajo razvoj jetrnega tkiva v običajnih človeških zarodkih, so mešali dve drugi vrsti celic: endotelne celice (ki sestavljajo notranjost krvnih žil) in mezenhimske matične celice (ki se lahko razvijejo v maščobo, hrustanec ali kost).
Vse te celice so bile postavljene v dvodimenzionalni razpored v petrijevih posodah, toda v naslednjih dveh dneh so se samoorganizirale v tridimenzionalne jetrne "brsti", ki so bili dolgi približno pet milimetrov in spominjajo na zgodnjo fazo razvoja jeter. v zdravih človeških zarodkih, približno pet tednov po oploditvi. Pod mikroskopom so pokazali, da imajo popki enako organizacijsko mešanico hepatocitov in krvnih žil, ki so običajno prisotne v jetrnem tkivu.
Ekipa naj bi preizkusila na stotine različnih kombinacij vrst celic, dodanih v različnih fazah in v različnih količinah, preden so prišli do natančnega koktajla, ki je privedel do rasti jetrnih brstov, kar je trajalo več kot eno leto. Izdali so posnetek videoposnetka, ki prikazuje uspešno celično mešanico, ki spontano absorbira hranila in raste v jetrni brst (na levi strani je prikazana posebej obarvana različica):
Te jetrne brsti preizkusijo tako, da jih vsadijo mišem, bodisi znotraj trebušnih votlin ali v lobanji. Različni testi so pokazali, da so te rudimentarne jeter sposobne opravljati enake funkcije kot zrele človeške jeter - proizvajajo iste beljakovine, filtrirajo vse iste snovi in, predvsem, presnavljajo določene kemikalije, s katerimi človeško jetrno tkivo običajno deluje, razen miške jetrno tkivo ne more.
Še vedno je potrebno ogromno raziskav, preden se lahko ta postopek uporabi za proizvodnjo nadomestnega jetrnega tkiva pri ljudeh. Takebe ugiba, da bo minilo približno deset let, preden se bodo začela prva klinična preskušanja na ljudeh. Za raziskovalce bodo naslednji koraki še bolj tvorili jetrne brsti, ki so podobni normalnemu jetrnemu tkivu (skupaj z žolčnimi kanali in drugimi strukturami) ter ustvarili večje število popkov, saj ocenjujejo, da bi bilo potrebno nekje v vrstnem redu več deset tisoč da rastejo ena jetra, največji notranji organ človeškega telesa.
Morda je najbolj zanimiv vidik te raziskave njegova potencialna univerzalnost: Raziskovalci domnevajo, da bi lahko tovrstno metodo nekega dne uporabili za gojenje vseh vrst organskih tkiv, vključno s trebušno slinavko in ledvicami. Kratkoročno bi lahko imela tehnika tudi inovativne aplikacije - na primer, jetrne brsti bi lahko uporabili samo za preskušanje toksičnosti zdravil v razvoju, saj notranje strukture celotnega organa niso potrebne, da bi ugotovili, katere kemikalije se ne da razbiti dol v telesu.
