Poszukiwanie sztucznej wątroby

Prometeusz, mitologiczna postać, która skradła ogień bogom, został ukarany przywiązaniem do skały. Każdego dnia orzeł spływał w dół i żywił się jego wątrobą, która następnie odrastała i była ponownie zjadana następnego dnia.

Te komórki wątroby (zabarwione na czerwono, jeśli są dojrzałe) zostały wygenerowane z indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych.

Współcześni naukowcy wiedzą, że wątroba rzeczywiście może się zregenerować, jeśli usunie się jej część, mówi inżynier Sangeeta Bhatia z MIT, profesor nauk o zdrowiu i technologii oraz elektrotechniki i informatyki. Jednak badacze próbujący wykorzystać tę zdolność w nadziei na wyprodukowanie sztucznej tkanki wątroby do przeszczepu byli wielokrotnie blokowani: dojrzałe komórki wątroby, znane jako hepatocyty, szybko tracą swoją normalną funkcję po usunięciu z organizmu.

Teraz Bhatia i współpracownicy zrobili krok w kierunku sztucznej tkanki wątroby. Zidentyfikowali tuzin związków chemicznych, które mogą pomóc komórkom wątroby nie tylko utrzymać ich normalne funkcjonowanie podczas wzrostu w naczyniu laboratoryjnym, ale także rozmnażać się w celu wytworzenia nowej tkanki.

Wyhodowane w ten sposób komórki mogą pomóc naukowcom w opracowaniu zmodyfikowanej tkanki do leczenia wielu z 500 milionów osób cierpiących na przewlekłe choroby wątroby, takie jak wirusowe zapalenie wątroby typu C.

Bhatia, który jest również badaczem w instytutach Broad i Koch, a także w Instytucie Inżynierii Medycznej i Nauki, wcześniej opracował sposób na tymczasowe utrzymanie normalnych funkcji w komórkach wątroby usuniętych z organizmu; kluczem było precyzyjne wymieszanie ich z mysimi komórkami fibroblastów. Na potrzeby tego badania zespół badawczy zaadaptował system tak, aby komórki wątroby mogły rosnąć, w warstwach z komórkami fibroblastów, w małych zagłębieniach w naczyniu laboratoryjnym. Umożliwiło to naukowcom przeprowadzenie na dużą skalę, szybkich badań, w jaki sposób 12 500 różnych substancji chemicznych wpływa na wzrost i funkcje komórek wątroby, w tym na detoksykację leków, metabolizm energetyczny, syntezę białek i produkcję żółci.

To badanie przesiewowe pozwoliło zidentyfikować 12 związków, które pomogły komórkom dzielić się, utrzymać normalne funkcje lub jedno i drugie.

Bhatia i współpracownicy poczynili ostatnio postępy w innym wyzwaniu w inżynierii tkanki wątroby: nakłonieniu ciała biorcy do wzrostu naczyń krwionośnych w celu dostarczenia nowej tkance tlenu i składników odżywczych. Współpracując z Christopherem Chenem, profesorem z University of Pennsylvania, Bhatia wykazała, że ​​jeśli wstępnie uformowane sznury komórek śródbłonka zostaną osadzone w tkance, po wszczepieniu tkanki szybko urosną do postaci naczyń krwionośnych.

Razem, te artykuły oferują drogę do rozwiązania dwóch długotrwałych wyzwań w inżynierii tkanki wątroby — wyhodowania dużej ilości komórek wątroby poza ciałem i przeszczepienia tkanek biorcy przeszczepu, mówi Bhatia.

ukryć