Przeszczepy. Wątroba wyhodowana w laboratorium

To nowa rewolucyjna technika hodowania komórek ludzkiej wątroby. Ma nam pomóc testować leki, a nawet umożliwić stworzenie biosztucznej wątroby dla oczekujących na przeszczep - ogłosili naukowcy z Uniwersytetu Hebrajskiego w Jerozolimie.

  • Wątroba to największy narząd znajdujący się wewnątrz ludzkiego ciała i można powiedzieć, że wszystkie metaboliczne ścieżki naszego organizmu wiodą właśnie do niej. Trudno byłoby w zasadzie znaleźć proces związany z wytwarzaniem, modyfikowaniem czy rozkładaniem ważnej dla naszego życia i zdrowia substancji, który w pewnym momencie nie "zahaczałby" o wątrobę.
  • Prawda z mitu
  • Na pewno jednym z najważniejszych takich procesów jest detoks, czyli unieszkodliwianie zarówno potencjalnie szkodliwych produktów naszej własnej materii, jak i substancji przyjmowanych z zewnątrz, np. leków (jak wiadomo, w medycynie praktycznie nie istnieje coś takiego jak w pełni bezpieczny lek, każdy ma jakieś skutki uboczne). - Hepatocyty - komórki wątrobowe (stanowią one około 85 proc. masy całego narządu) - są dziś rutynowo używane przez przemysł farmaceutyczny właśnie do badania toksyczności leków, ich wzajemnych interakcji czy sposobów i szybkości wydalania. Hepatocyty stosuje się także w badaniach nad terapiami mającymi naprawiać wrodzone defekty genetyczne, sposobami leczenia i odwracania marskości wątroby czy wreszcie podtrzymywaniem życia pacjentów z ciężką niewydolnością tego narządu - pisze w ostatnim "Nature Biotechnology" prof. Yaakov Nahmias kierujący Centrum Bioinżynierii na Uniwersytecie Hebrajskim w Jerozolimie.

Wątroba ma unikatowe zdolności do regeneracji i namnażania kolejnych pokoleń swoich komórek. Wiedzieli już o tym starożytni Grecy i przekazali tę wiedzę w micie o Prometeuszu. Ten tytan, gdy wykradł dla ludzi ogień, został za karę przykuty przez Zeusa do skały, co ranek przylatywał sęp i wyjadał mu wątrobę. Ta za każdym razem odrastała. - Prawdziwa wątroba też szybko się regeneruje, problem jednak w tym, że może to czynić jedynie wewnątrz żywego ludzkiego organizmu. Zdolność hepatocytów do proliferacji znika bądź bardzo słabnie, gdy zostaną one pobrane z narządu - wyjaśnia prof. Nahmias.

Niedobre, bo rakowe

Próby odwrócenia tej sytuacji trwały oczywiście od lat. - Niestety, w większości przypadków projekty hodowania hepatocytów na naprawdę dużą skalę kończyły się tym, że powstawały pokolenia "nieśmiertelnych", chaotycznie dzielących się i niepodejmujących żadnych przypisanych sobie normalnie funkcji komórek. Innymi słowy, dostawaliśmy do ręki komórki rakowe - tłumaczy prof. Nahmias.

By rozwiązać ten problem, naukowiec z Jerozolimy zwrócił się do dr. Jorisa Braspenninga z firmy Upcyte Technologies. Współpracując wcześniej z Niemieckim Centrum Badań nad Rakiem, doszedł on do wniosku, że hepatocyty tracą swoje zdolności do namnażania się po opuszczeniu ciała z powodu działalności białek zwanych E6 i E7.

By mieć pewność, że tym razem hodowla się powiedzie, za pomocą specjalnych technik inżynierii genetycznej badacze wyselekcjonowali do niej niewielką grupę komórek wątroby pozbawionych hamującego wpływu wspomnianych białek. Na komórki podziałali za to silnie innym białkiem - onkostatyną M (należy ona do cytokin i bierze udział m.in. w rozwoju reakcji zapalnej, powstawaniu składników krwi oraz rozwoju i regeneracji wątroby).

„Sprawiliśmy, że komórki zaczęły się mnożyć, nie chaotycznie, ale dokładnie tak, jak zaplanowaliśmy. Po kilkudziesięciu godzinach odstawiliśmy również onkostatynę. W tym momencie komórki przestały się namnażać, za to rozpoczęły proces » specjalizacji «, w tym przypadku oczywiście w komórki wątroby. Po czterech dniach mieliśmy już w pełni wykształcone i sprawne funkcjonalnie hepatocyty” - piszą autorzy pracy w „Nature Biotechnology”.

Jednym z największych powodów do radości była bardzo duża wydajność metody. - Standardowo z jednego pobrania z w pełni zdrowej wątroby można dziś uzyskać około miliarda komórek (co w medycynie czy biologii nie jest jakąś powalającą liczbą). Nam udało się wyhodować milion razy więcej, czyli biliard sprawnych hepatocytów. To coś takiego, jakby znaleźć Świętego Graala wszystkich badaczy wątroby - ekscytuje się dziś prof. Nahmias.

Przeczekać do przeszczepu

Wykorzystując swoją technikę, naukowcy z Izraela i Niemiec już zaczęli studiować na hodowanych przez siebie komórkach toksyczność leków (w sumie przebadano 23 farmaceutyki). A to dopiero początek.

- Nasza technologia pozwoli tysiącom laboratoriów na świecie prowadzić badania nad stłuszczeniem wątroby, marskością, wirusowym zapaleniem wątroby i rakiem tego narządu. I to za ułamek obecnych kosztów - zapowiada prof. Nahmias.

Odkrycie może znaleźć jednak zastosowanie nie tylko na polu badań, ale również w praktyce medycznej - jako doskonałe źródło komórek dla bionicznej wątroby, maszyny wykorzystującej żywe komórki, która pozwoliłaby pacjentom z ciężką niewydolnością tego narządu dożyć transplantacji.

Lekarzom na całym prawie świecie od dawna bowiem spędzają sen z powiek stale wydłużające się listy osób oczekujących na przeszczep wątroby. Powodów jest wiele - epidemie zakażeń wirusami WZW typu B i C, plaga alkoholizmu i będące tego konsekwencjami marskość i rak wątroby. Jednym z głównym powodów kwalifikacji do przeszczepu wątroby jest - również w Polsce - nadużywanie leków i częste zatrucia nimi, m.in. tymi dostępnymi bez recepty.

Dokładnie dla takich pacjentów z przewlekłą bądź ostrą, ciężką niewydolnością tworzy się projekty sztucznych czy bionicznych wątrób. Pierwsze urządzenia już powstały. Kilka dni temu o takim prototypie poinformowali naukowcy ze Zjednoczonych Emiratów Arabskich. Na razie brak jednak pełniejszych informacji o tym urządzeniu.

Bardziej zaawansowany wydaje się projekt, o którym w lipcu poinformowali naukowcy ze słynnej amerykańskiej Kliniki Mayo. Stworzyli urządzenie o nazwie "sferoidowy rezerwuar biosztucznej wątroby", w skrócie - SRBAL. Ma wspierać leczenie i regenerację wątroby u pacjentów z ostrą niewydolnością tego narządu (w USA z powodu chorób wątroby rocznie umiera ok. 40 tys. osób). Twórcy liczą, że SRBAL nie tylko wspomoże pacjentów czekających na przeszczep, ale w przypadku pewnej grupy chorych także doprowadzi ich do takiego stanu, że w ogóle tego przeszczepu nie będą wymagali.

Takie wyniki dały pierwsze próby kliniczne. Co prawda udział wzięły w nich świnie, nie ludzie, ale biorąc pod uwagę naszą biologiczno-genetyczną bliskość, bez wątpienia rokuje to dobrze na przyszłość.

 

Źródło i fot.: http://wyborcza.pl/TylkoZdrowie/1,137474,19273855,przeszczepy-watroba-wyhodowana-w-laboratorium.html