Οι Βραζιλιάνοι αναπτύσσουν μια τεχνολογία για την παραγωγή συκωτιού σε ένα εργαστήριο – Revista Galileu

Εξωκυτταρική μήτρα κυτταρικού ήπατος (Φωτογραφία: CEGH-CEL / USP)

Ερευνητές από το Κέντρο Μελέτης Ανθρώπινου Γονιδιώματος και Βλαστικών Κυττάρων (CEGH-CEL), από το Ινστιτούτο Βιολογικών Επιστημών του Πανεπιστημίου του Σάο Πάολο (IB-USP), έχουν αναπτύξει μια τεχνική για την ανακατασκευή και παραγωγή του ήπατος στο εργαστήριο. .

Πραγματοποιήθηκε μια μέθοδος απόδειξης της ιδέας με συκώτια αρουραίων. Στην επόμενη φάση της μελέτης, οι ερευνητές σκοπεύουν να προσαρμόσουν την τεχνολογία για να παράγουν ένα μελλοντικό ανθρώπινο ήπαρ προκειμένου να αυξήσουν τη διαθεσιμότητα οργάνων για μεταμόσχευση.

Τα αποτελέσματα της μελέτης, με την υποστήριξη του FAPESP (Κρατικό Ίδρυμα Ερευνών του Σάο Πάολο), δημοσιεύονται στο περιοδικό Επιστήμη και Μηχανική Υλικών: γ. “Η ιδέα είναι η παραγωγή ανθρώπινων συκωτιών in vitro, σε μεγάλη κλίμακα, για τη μείωση της αναμονής για συμβατούς δότες και των κινδύνων απόρριψης ενός μεταμοσχευμένου οργάνου”, λέει ο Luiz Carlos de Caires J Lunior, συγγραφέας της πρώτης μελέτης για το FAPESP. Ο ερευνητής κατέχει μεταδιδακτορικό πτυχίο στο CEGH-CEL – Κέντρο Έρευνας, Καινοτομίας και Εκδόσεων (CEPID) χρηματοδοτούμενο από το FAPESP.

Η μεθοδολογία βασίζεται σε τεχνικές βιομηχανικής ιστών που έχουν αναπτυχθεί τα τελευταία χρόνια για την παραγωγή οργάνων για μεταμόσχευση, που ονομάζονται αφαίρεση και αναγέννηση κυττάρων.

Οι τεχνικές συνίστανται στην υποβολή του νεκρού οργάνου δότη – στην περίπτωση αυτή του ήπατος – σε διαδοχικές πλύσεις με διάλυμα απορρυπαντικών ή ενζύμων, προκειμένου να αφαιρεθούν όλα τα κύτταρα από τον ιστό έτσι ώστε μόνο η μήτρα να παραμείνει εξωκυτταρική, με την αρχική σύνθεση και σχήμα του οργάνου. Η εξωκυτταρική μήτρα ανασυντίθεται με κύτταρα που προέρχονται από τον ασθενή-δέκτη, για να αποφευχθούν οι κίνδυνοι ανοσολογικών αντιδράσεων και να μειωθεί ο κίνδυνος μακροχρόνιας απόρριψης του μεταμοσχευμένου οργάνου. «Είναι σαν ο παραλήπτης να έχει αναγεννημένο ήπαρ, το οποίο δεν θα απορριφθεί επειδή ανασυστάθηκε χρησιμοποιώντας τα δικά του κύτταρα. Δεν θα χρειαστεί καν να λάβει ανοσοκατασταλτικά», εξηγεί η Mayana Zatz, συντονιστής του CEGH-CEL και συν-συγγραφέας του μελέτη.

READ  Οι επιστήμονες γοητεύονται από εικόνες ενός ρομπότ που επιμένει στην επιφάνεια του Άρη Επιστήμη και υγεία

Μέσω αυτών των τεχνικών, είναι επίσης δυνατό να ανοικοδομηθούν όργανα που είναι ένα όριο, αυξάνοντας τη διαθεσιμότητά τους για ασθενείς στη λίστα αναμονής, εξηγεί ο Ciers. Πολλά από τα διαθέσιμα εμφυτεύματα δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν επειδή προέρχονται από άτομα που είχαν τροχαία ατυχήματα. Μέσω αυτών των τεχνικών, αυτά τα όργανα μπορούν να αποκατασταθούν ανάλογα με την κατάστασή τους “, λέει ο ερευνητής.

Ωστόσο, η διαδικασία αφαίρεσης κυττάρων αφαιρεί βασικά συστατικά της εξωκυτταρικής μήτρας ενός οργάνου, όπως μόρια που στέλνουν σήματα σε κύτταρα που πρέπει να πολλαπλασιαστούν και να σχηματίσουν αγγεία. Με αυτόν τον τρόπο, εμποδίζει την επανατοποθέτηση των ιστών και μειώνει τις ιδιότητες προσκόλλησης των κυττάρων στην εξωκυτταρική μήτρα.

Για να λύσουν αυτό το εμπόδιο, οι ερευνητές της CEGH-CEL έχουν βελτιώσει τις τεχνολογίες για την αφαίρεση και την επανατοποθέτηση των κυττάρων και εισήγαγαν μια νέα φάση. Μετά την απομόνωση και την απομάκρυνση κυττάρων από συκώτια αρουραίου, ένεσαν ένα διάλυμα πλούσιο σε μόρια, όπως πρωτεΐνες Sparc και TGFB1, στην εξωκυτταρική μήτρα, που παράγεται από εργαστηριακά αναπτυγμένα ηπατικά κύτταρα σε ένα προσαρμοσμένο μέσο. Αυτές οι πρωτεΐνες σηματοδοτούν τα ηπατικά κύτταρα ότι πρέπει να πολλαπλασιάζονται και να σχηματίζουν αιμοφόρα αγγεία – λειτουργίες απαραίτητες για το συκώτι να λειτουργεί σωστά. “Ο εμπλουτισμός της εξωκυτταρικής μήτρας με αυτά τα μόρια τους επιτρέπει να γίνουν πιο όμοια με αυτά ενός υγιούς ήπατος”, λέει ο Kyers.

Μετά την επεξεργασία της εξωκυτταρικής μήτρας του ήπατος αρουραίου με το διάλυμα, ηπατοκύτταρα, ενδοθηλιακά κύτταρα και μεσεγχυματικά κύτταρα εισήχθησαν στο υλικό – το τελευταίο παράγεται από επαγόμενα πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα (iPS). Η μέθοδος συνίσταται στον επαναπρογραμματισμό των ενήλικων κυττάρων (από το δέρμα ή άλλους εύκολα προσβάσιμους ιστούς) για να τους κάνει να αναλάβουν ένα πολυδύναμο στάδιο παρόμοιο με αυτό που βρίσκεται στα εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα.

READ  Οι επιστήμονες έχουν ανακαλύψει περισσότερους από 140.000 τύπους ιών στο έντερο του ανθρώπου

Η εργασία έχει δείξει ότι είναι δυνατόν να διεγερθεί η διαφοροποίηση των ανθρώπινων βλαστικών κυττάρων σε κυτταρικές σειρές που αποτελούν μέρος του ήπατος και να τα χρησιμοποιηθούν για την ανοικοδόμηση του οργάνου έτσι ώστε να λειτουργεί. Είναι η πρώτη απόδειξη της έννοιας ότι η τεχνολογία λειτουργεί », εκτιμά. Με τη βοήθεια μιας αντλίας σύριγγας, ηπατοκύτταρα εισήχθησαν στην εξωκυτταρική μήτρα του ήπατος αρουραίου για να παράγουν ένα όργανο με ανθρώπινα χαρακτηριστικά.

Το όργανο αναπτύχθηκε για πέντε εβδομάδες σε έναν επωαστήρα που προσομοίωσε τις συνθήκες του ανθρώπινου σώματος. Οι αναλύσεις έδειξαν ότι ο εμπλουτισμός της εξωκυτταρικής μήτρας με πλούσιο σε Sparc και TGFB1 διάλυμα είχε ως αποτέλεσμα μια σημαντική βελτίωση στην επανατοποθέτηση του παραγωγικού ήπατος. “Τα κύτταρα του ήπατος αναπτύσσονται και λειτουργούν καλύτερα μέσω αυτής της θεραπείας. Τώρα σχεδιάζουμε να κατασκευάσουμε έναν βιοαντιδραστήρα για να αφαιρέσουμε τα κυτταρικά κύτταρα από ένα ανθρώπινο ήπαρ και να αξιολογήσουμε τη δυνατότητα παραγωγής του στο εργαστήριο και σε μεγάλη κλίμακα”, λέει ο Ciers. Σύμφωνα με τον ερευνητή, αυτή η τεχνολογία μπορεί επίσης να προσαρμοστεί στην εργαστηριακή παραγωγή άλλων οργάνων, όπως του πνεύμονα, της καρδιάς και του δέρματος.

Κατασκευή οργάνων

Το έργο είναι μέρος μιας από τις ερευνητικές γραμμές του CEGH-CEL, που στοχεύει στην κατασκευή ή ανακατασκευή οργάνων για μεταμόσχευση χρησιμοποιώντας διάφορες τεχνολογίες. Μέσω ενός έργου σε συνεργασία με τη φαρμακευτική εταιρεία EMS, με την υποστήριξη του FAPESP στο πλαίσιο του Προγράμματος Ερευνητικής Υποστήριξης στο Partnership for Technology Innovation (PITE), οι ερευνητές του κέντρου σκοπεύουν να τροποποιήσουν τα όργανα των χοίρων, όπως τα νεφρά, η καρδιά και το δέρμα, ώστε να του ανθρώπου.

READ  Εκπληκτικά κβαντικά γεγονότα που βρέθηκαν σε μονωτές-ημιτονοειδείς ώρες

Δεδομένου ότι δεν είναι δυνατή η μεταμόσχευση συκωτιού χοίρου σε ανθρώπους, οι ερευνητές πήγαν σε άλλες στρατηγικές: αφαίρεση κυττάρων και αναπαραγωγή 3D εκτύπωση οργάνων. “Τα διαφορετικά μέτωπα της μελέτης αλληλοσυμπληρώνονται. Αναμένεται ότι στο μέλλον θα έχουμε εργοστάσια μεταμόσχευσης”, λέει ο Zatz.

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *