Tkán lidských jater získaná z kmenových bunek

Vedci z Japonska rozsirují funkci lidských jaterních tkání z kmenových bunek. Ríká se, ze jejich práce ukazuje, ze je mozné vyuzít technologii ke zmírnení akutního nedostatku donorových tkání pro transplantace.
V internetovém vydání z 3 Príroda, Takanori Takebe z Yokohamské mestské univerzity (YCU) Graduate School of Medicine a kolegové, píse:
"Podle nasich znalostí je to první zpráva, která demonstruje vytvorení funkcního lidského orgánu z pluripotentních kmenových bunek."
K dosazení tohoto úspechu tým nejprve rozmnozil drobné "játrové pupeny" z typu lidských kmenových bunek (hiPSC) v kulture a poté je transplantoval do zivých mysí. Bunky produkovaly funkcní lidskou jaterní tkán, doplnenou cévami.
I kdyz je treba vyvinout úsilí, aby tyto techniky fungovaly u lidí, vedci ríkají, ze jejich studie je "dukazem koncepce", ze "transplantace orgánových pupek poskytuje slibný nový prístup ke studiu regeneracní medicíny".

Problém s kmenovými bunkami

Vzhledem k tomu, ze embryonální kmenové bunky byly objeveny v roce 1981, roky práce v laboratorích po celém svete nedokázaly produkovat z techto nediferencovaných prekurzorových bunek komplexní orgán, jako je játra, doplnená krevními cévami.
Nyní existuje presvedcení, ze je v podstate nepraktické pokusit se replikovat ve zkumavce komplexní interakce, které se dejí mezi ruznými typy bunek a tkání pri vývoji orgánu.
Ve své nové studii vsak Takebe a jeho kolegové zpochybnují tuto predstavu a reknou, ze tuto bariéru muzete prekonat, pokud se zameríte na nejblizsí proces generování orgánu, a to na bunecné interakce, ke kterým dochází behem vývoje orgánu.

3D pupeny vytvorené ze trí typu bunek

Behem pocátecních fází tvorby jater se z tkáne foregutu tvorí trojrozmerné játrové pupeny, doplnené cévami. Klícovým prvkem v tomto procesu je orchestrace signálu mezi tremi typy kmenových bunek: játra, mezenchyma a endotelia.
Pozorování tohoto procesu vedlo Takebeho a jeho kolegy k tomu, aby si uvedomili, zda mohou napodobit trojrozmerný (3D) tvorbu játrových pupenu mícháním techto trí typu bunek dohromady ve dvourozmerné (2D) Petriho misce.
Takze vzali lidské pluripotentní kmenové bunky (hiPSC) a smíchali je s lidskými endoteliálními bunkami a lidskými mezenchymálními bunkami a kultivovali je v petri misi.
Oni byli prekvapeni, kdyz zjistili, ze i kdyz kultivovali bunky v 2D, organizovali se do 3D jaterních pupenu.
Testy (imunobarvení a analýzy genové exprese) odhalily nápadnou podobnost mezi pupeny pestovanými v miskách a játry plic, které prirozene rostou v tkáních.

Transplantace jaterních pupenu vedla k tvorbe cév

Kdyz tým transplantoval játrové pupeny pestované z hiPSC do petriho misky do zivých mysí, do 48 hodin pudy jiz rozvíjely zásobení krví pestováním "funkcních vaskulatur" spojených s okolními cévami.
Vytvorení zivotaschopného krevního zásobení také vyvolalo jaterní funkce podobné tem, které byly pozorovány u dospelých jaterních tkání, jako je produkce bílkovin a schopnost metabolizovat urcité léky.
Navíc, kdyz byly transplantovány do mysí s selháním jater, bunky obnovily funkci jater.

Co dál? Metody by mohly být uzitecné pro rust transplantacních tkání a bunek pro testování léku

Ackoli výsledky nyní musí být potvrzeny v jiných laboratorích, zdá se, ze pocátecní nadsení vypálené objevením kmenových bunek, které se dostaly do klidu, kdyz byly objeveny praktické bariéry, se mohou znovu objevit.
Tým ríká ve svém prohlásení: "Tyto výsledky zduraznují enormní terapeutický potenciál [transplantace rostlinných pupenu in vitro pro lécbu selhání orgánu."
Krome obrovského rozdílu, který by tento prístup mohl resit pri resení nedostatku orgánu pro transplantaci, existují dalsí oblasti potenciálního vyuzití metod vyvinutých v této studii.
Napríklad by mohly být velmi uzitecné pri vývoji léku. Játra jsou velkým cistícím orgánem a tam jsou rozlozeny spousty sloucenin, aby se zabránilo otrávenému telu. To ciní z jater primární cíl pro toxicitu zpusobenou drogami.
Takze dulezitou soucástí vývoje léciv je testování jejich vlivu na játra. V soucasné dobe tyto testy pouzívají bunky sklizené z jater získaných z mrtvých dárcu nebo produkovaných bunecnými liniemi v laboratori, nebo kmenové bunky odvozené od darovaných jater nebo zvírat.
Ale kazdý z techto testovacích modelu má omezení. Neexistují presne stejným zpusobem jako játra u zivých pacientu a mohou být drahé a casove nárocné na prípravu.
Takebe a kolegové ríkají, ze metody, které pouzily v této studii, otevírají nový zpusob, jak zvýsit plne fungující jaterní bunky z hiPSC, které by pak mohly být pouzity k testování toxicity nových léku.
Prostredky od japonské agentury pro vedu a techniku ??a ministerstva skolství, kultury, sportu, vedy a techniky Japonska pomohly financovat studii.
Napsal Catharine Paddock PhD