Jetreni "pupoljci" - mali komadići funkcionalnog trodimenzionalnog ljudskog jetrenog tkiva - uzgajani su iz mješavine matičnih stanica. Fotografirao Takanori Takebe
Ako patite od zatajenja jetre i treba vam transplantacija, izgledi su nejasni. Akutno zatajenje jetre može uzrokovati smrt u roku od nekoliko mjeseci ili tjedana od trenutka kada se simptomi prvi put pojave, a šanse za dobivanje transplantacije jetre su malene - u SAD-u gotovo 17.000 ljudi čeka jetru i trenutno se prosječno vrijeme čekanja može približiti godinu u dužinu.
To je razlog zbog kojeg znanstvenici nastoje pronaći alternativne načine stvaranja zamjenskih jetara, uglavnom manipuliranjem induciranim matičnim stanicama za razvoj jetrenog tkiva. Nedavno je tim znanstvenika iz Japana učinio ogroman korak naprijed prema tom cilju, koristeći matične stanice da rastu male, rudimentarne kvržice jetre koje učinkovito funkcioniraju kada se implantiraju u miševe, proizvodeći bjelančevine i filtrirajući kemikalije kao što to čine normalne jetre.
Grupa je predstavila preliminarna izvješća o njihovom uspjehu prošle godine na godišnjem sastanku Međunarodnog društva za istraživanje matičnih stanica, ali nije otkrila sve pojedinosti do danas, u studiji objavljenoj u časopisu Nature . Iako je daleko od sigurne da će njihova metoda ikada rezultirati nadomjesnom jetrom - pa čak i ako se dogodi, proći će godine prije nego što se dokaže da je sigurna i učinkovita za ljude - ovo postignuće predstavlja prvi u životu funkcionalni ljudski organ, iako mali - skala koja se uzgajala isključivo iz matičnih stanica.
Istraživači, pod vodstvom Takanori Takebe sa Sveučilišta Yokohama, radili su s induciranim pluripotentnim matičnim stanicama, koje su poput embrionalnih matičnih stanica u kojima se mogu razvijati u bilo koji mogući tip ljudskog tkiva, ali nastaju manipulacijom normalnim somatskim stanicama odraslih., Zbog etičkih zabrinutosti vezanih uz branje matičnih stanica iz ljudskih embrija - uz činjenicu da u SAD-u postoje brojna zakonska ograničenja protiv toga - većina znanstvenika na terenu umjesto toga koristi ove vrste matičnih stanica.
Znanstvenici su započeli primjenom određenih kemijskih signala kako bi ove matične stanice, koje rastu u petrijevoj posudi, potaknule da se razviju u generalizirane stanice jetre poznate kao hepatociti, kao što je to učinjeno u njihovim prethodnim istraživanjima. Njihov je pravi trik bio sljedeći. Kako bi oponašali razvoj jetrenog tkiva u normalnim ljudskim embrionima, oni su se miješali u dvije druge vrste stanica: endotelne stanice (koje liniju unutrašnjosti krvnih žila) i mezenhimske matične stanice (koje se mogu razviti u masti, hrskavice ili kosti).
Sve su ove stanice stavljene u dvodimenzionalni raspored u petrijevim posudama, ali tijekom sljedeća dva dana samoorganizirale su se u trodimenzionalne jetrene "pupoljke", dugačke otprilike pet milimetara i nalik ranoj fazi razvoja jetre. u zdravim ljudskim zamecima, otprilike pet tjedana nakon oplodnje. Pod mikroskopom se pokazalo da pupoljci imaju istu organizacijsku mješavinu hepatocita i krvnih žila koje su normalno prisutne u jetrenom tkivu.
Tim je navodno isprobao stotine različitih kombinacija staničnih tipova dodanih u različitim fazama i u različitim količinama prije nego što je stigao do preciznog koktela koji je doveo do rasta jetrenih pupoljaka, procesa koji je trajao više od godinu dana. Objavili su vremenski istekli video koji prikazuje uspješnu staničnu smjesu koja spontano upija hranjive tvari i raste u jetrenu pupoljku (posebno lijeva verzija prikazana je na lijevoj strani):
Ispituju ove jetrene pupoljke implantacijom u miševe, bilo unutar trbušnih šupljina, bilo u lubanjama. Različita ispitivanja pokazala su da su ove rudimentarne jetre sposobne obavljati iste funkcije kao i zrele ljudske jetre - proizvodeći iste proteine, filtrirajući iste tvari i, presudno, metabolizirajuće određene kemikalije s kojima ljudsko tkivo jetre može normalno da se bavi mišem jetreno tkivo ne može.
Potrebno je još ogromno mnoštvo istraživanja prije nego što se ovakav postupak može upotrijebiti za proizvodnju zamjenskog jetrenog tkiva za ljude - Takebe pretpostavlja da će biti potrebno otprilike deset godina prije nego što prva klinička ispitivanja na ljudima započnu. Za istraživače, sljedeći koraci su stvaranje još jetrenih pupoljaka koji još više podsjećaju na normalno jetreno tkivo (zajedno s žučnim kanalima i drugim strukturama) i stvaranje većeg broja pupoljaka, jer procjenjuju da bi negdje bilo potrebno nekoliko desetaka tisuća da raste jedna jetra, najveći unutarnji organ ljudskog tijela.
Možda je najuzbudljiviji aspekt ovog istraživanja njegova potencijalna univerzalnost: Istraživači nagađaju da bi se ovakva metoda jednog dana mogla primijeniti za uzgoj svih vrsta organskih tkiva, uključujući gušteraču i bubrege. Kratkoročno, ova tehnika mogla bi imati i inovativne primjene - na primjer, samo jetreni pupoljci mogu se koristiti za testiranje toksičnosti lijekova u razvoju, jer unutarnje strukture cijelog organa nisu potrebne da bi se utvrdilo koje se kemikalije ne mogu razbiti dolje u tijelu.
