Јетрени „пупољци“ - мали комадићи функционалног тродимензионалног људског ткива јетре - узгајани су из мешавине матичних ћелија. Фото Таканори Такебе
Ако патите од затајења јетре и треба вам трансплантација, изгледи су нејасни. Акутно затајење јетре може проузроковати смрт у року од неколико месеци или недеља од тренутка када се симптоми први пут појаве, а шансе за добијање трансплантације јетре су малене - у САД-у готово 17.000 људи чека јетру и просечно време чекања може да се приближи годину у дужину.
То је разлог због којег научници теже проналажењу алтернативних средстава за стварање замена јетре, углавном манипулирањем индукованих матичних ћелија за развој јетреног ткива. Недавно је тим научника из Јапана учинио огроман корак напријед ка том циљу, користећи матичне ћелије да расту мале, рудиментарне квржице јетре које ефикасно функционишу када су имплантиране у мишеве, производећи протеине и филтрирајући хемикалије као што то чине нормалне јетре.
Група је представила прелиминарне извештаје о њиховом успеху прошле године на годишњем састанку Међународног друштва за истраживање матичних ћелија, али није открила све детаље до данас, у студији објављеној у часопису Натуре . Иако је далеко од сигурног да ће њихова метода икада резултирати надомјештањем јетре - па чак и ако се догоди, проћи ће године прије него што се докаже да је сигурна и ефикасна за људе - ово достигнуће представља први функционални људски орган, иако мали - скала која се узгајала искључиво из матичних ћелија.
Истраживачи, предвођени Таканори Такебе са Универзитета у Јокохами, радили су са индукованим плурипотентним матичним ћелијама, које су попут ембрионалних матичних ћелија у којима су способне да се развију у било који могући тип људског ткива, али настају манипулацијом нормалним соматским ћелијама одраслих. . Због етичких забринутости везаних за брање матичних ћелија из људских ембриона - заједно са чињеницом да у САД-у постоје бројна законска ограничења против тога - већина научника на том пољу уместо тога користи ове врсте матичних ћелија.
Научници су започели коришћењем одређених хемијских сигнала како би ове матичне ћелије, које расту у петријевој посуди, потакнуле да се развију у генерализоване ћелије јетре познате као хепатоцити, као што је то учињено у њиховим претходним истраживањима. Њихов прави трик је, међутим, био следећи. Како би опонашали развој јетреног ткива у нормалним људским ембрионима, мешали су се у две друге врсте ћелија: ендотелне ћелије (које линију унутрашњости крвних судова) и мезенхимске матичне ћелије (које се могу развити у масти, хрскавице или кости).
Све ове ћелије биле су смештене у дводимензионалном распореду у петријевој посуди, али током наредна два дана оне су се самоорганизовале у тродимензионалне "пупољке" јетре, дужине отприлике пет милиметара и подсећају на рану фазу развоја јетре. у здравим људским ембрионима, отприлике пет недеља након оплодње. Под микроскопом је показано да пупољци имају исту организациону мешавину хепатоцита и крвних судова који су нормално присутни у јетреном ткиву.
Тим је наводно испробао стотине различитих комбинација ћелијских врста додатих у различитим фазама и у различитим количинама пре него што су стигли до прецизног коктела који је довео до раста јетрених пупољака, процеса који је трајао више од годину дана. Објавили су временски истекли видео који приказује успешну мешавину ћелија која спонтано упија хранљиве материје и расте у јетрену пупољку (посебно лево приказана верзија приказана је на левој страни):
Ове јетрене пупољке тестирају тако да их уграђују у мишеве, било у трбушним шупљинама, било у лобањама. Различита испитивања показала су да су ове рудиментарне јетре способне да обављају све исте функције као и зреле људске јетре - стварајући исте протеине, филтрирајући све исте материје и, што је најважније, метаболизује одређене хемијске супстанце са којима људско ткиво јетре нормално може да се бави осим миша јетрено ткиво не може.
Још је огромна количина истраживања потребна да би се овакав поступак могао користити за производњу замене ткива јетре за људе - Такебе претпоставља да ће проћи отприлике десет година пре него што прва клиничка испитивања на људима буду почела. За истраживаче, следећи кораци су генерисање јетрених пупољака који још више подсећају на нормално јетрено ткиво (заједно са жучним каналима и другим структурама) и стварање већег броја пупољака, јер процењују да би негде требало да буде неопходно неколико десетина хиљада да расте једна јетра, највећи унутрашњи орган људског тела.
Можда је најузбудљивији аспект овог истраживања његова потенцијална универзалност: Истраживачи нагађају да би се оваква метода једног дана могла користити за узгој свих врста органских ткива, укључујући и гуштерачу и бубреге. Краткорочно, ова техника може имати и иновативне примене - на пример, само јетрени пупољци могу се користити за тестирање токсичности лекова у развоју, јер унутрашње структуре целог органа нису потребне да би се утврдило које хемикалије се не могу разбити доле у телу.
