Cercetătorii de la Centrul de Cercetare a Genomului Uman și a Celulelor Stem (HUG-CELL), găzduiți de Institutul de Bioștiințe (IB-USP) al Universității din São Paulo din Brazilia, au dezvoltat o tehnică de reconstrucție și producere a ficatului în laborator.

Studiul a fost realizat cu ficat de șobolan, iar în etapa următoare a cercetării lor, oamenii de știință vor adapta tehnica pentru producerea ficatului uman.

Studiul a fost susținut de FAPESP și este raportat într-un articol publicat în Materials Science and Engineering: C. „Planul este de a produce ficat uman în laborator la scară mare. Acest lucru va face pacientul să evite așteptarea un timp îndelungat pentru un donator compatibil, cât și riscul respingerii organului transplantat”, a declarat pentru Agenția FAPESP (São Paulo Research Foundation) Luiz Carlos de Caires-Júnior, primul autor al articolului, membru postdoctoral al HUG-CELL, unul dintre Centrele de Cercetare, Inovare și Diseminare (RIDC) finanțat de FAPESP.

Metodologia se bazează pe decelularizare și recelularizare, tehnici de bioinginerie a țesuturilor dezvoltate în ultimii ani pentru a produce organe pentru transplant. Un organ de la un donator decedat, în acest caz ficatul, este tratat cu diverse soluții care conțin detergenți sau enzime pentru a îndepărta toate celulele din țesut, lăsând doar matricea extracelulară cu structura și forma originală a organului. Matricea extracelulară este apoi însămânțată cu celule preluate de la pacient. Tehnica evită reacțiile sistemului imunitar și riscul de respingere pe termen lung.

„Este comparabil cu transplantul de ficat «recondiționat». Nu va fi respins deoarece folosește propriile celule ale pacientului și nu este nevoie să se administreze imunosupresoare”, a declarat Mayana Zatz, cercetătorul principal al HUG-CELL și ultimul autor al articolului.

”Tehnica poate fi utilizată și pentru reconstituirea organelor considerate limită și netransplantabile, astfel crescând oferta de organe pentru pacienții aflați pe lista de așteptare,” a explicat Caires-Júnior. „Multe organe disponibile pentru transplant nu pot fi folosite, deoarece donatorul a murit într-un accident de circulație. Tehnica poate fi folosită pentru a le repara, în funcție de starea lor”, a spus el.

Cu toate acestea, procesul de decelularizare elimină principalele componente ale matricei extracelulare, cum ar fi moleculele care spun celulelor să se înmulțească și să formeze vase de sânge, de exemplu. Acest lucru slăbește aderența celulelor la matricea extracelulară și compromite recelularizarea.

Pentru a depăși acest obstacol, cercetătorii HUG-CELL au îmbunătățit tehnica introducând o etapă suplimentară între decelularizare și recelularizare.

După izolarea și decelularizarea ficatului de șobolan, aceștia au injectat în matricea extracelulară o soluție bogată în molecule precum SPARC și TGFB1, proteine ​​produse de celulele hepatice crescute în laborator într-un mediu condiționat. Aceste proteine ​​sunt esențiale pentru un ficat sănătos, deoarece le spune celulelor hepatice să prolifereze și să formeze vase de sânge. ”Îmbogățirea matricei extracelulare cu aceste molecule permite ca aceasta să devină mult mai asemănătoare cu cea a unui ficat sănătos,” a spus Caires-Júnior.

Matricile extracelulare de ficat de șobolan au fost tratate cu soluție și s-au introdus în material hepatocite, celule endoteliale și celule mezenchimale. Celulele mezenchimale au fost derivate din celule stem pluripotente induse de om (iPSC), produse prin reprogramarea celulelor adulte ale pielii (sau celule din alte țesuturi ușor accesibile) într-o stare pluripotentă asemănătoare embrionului.

„Studiul arată că este posibil să se inducă diferențierea celulelor stem umane în linii de celule care fac parte dintr-un ficat și să utilizeze aceste celule pentru a reconstrui organul astfel încât să fie funcțional. Este dovada conceptului, prima demonstrație că tehnica funcționează”, a spus Zatz. Celulele hepatice au fost injectate cu o pompă de seringă în matricele extracelulare ale ficatului de șobolan pentru a produce un organ cu caracteristici umane. A crescut timp de cinci săptămâni într-un incubator care simulează condițiile din corpul uman. Analiza a arătat că îmbogățirea matricei extracelulare cu SPARC și TGFB1 a îmbunătățit semnificativ recelularizarea.

„Tratamentul a făcut ca celulele hepatice să crească și să funcționeze mai energic”, a spus Caires-Júnior. „Ne propunem să construim un bioreactor pentru decelularizarea ficatului uman și să studiem posibilitatea producerii lor la scară în laborator”. El a adăugat că tehnica poate fi adaptată pentru a produce alte organe, cum ar fi plămânii, inimile și pielea.

Proiectul face parte dintr-una din liniile de cercetare urmărite de HUG-CELL pentru a produce sau reconstrui organe de transplant folosind diferite tehnici.

Prin intermediul unui proiect realizat în parteneriat cu compania farmaceutică EMS și susținut de FAPESP (Fundația de Cercetare din São Paulo) sub auspiciile Programului său de Parteneriat de Cercetare pentru Inovare Tehnologică (PITE), cercetătorii HUG-CELL își propun să modifice organele porcului, cum ar fi rinichii, inima și pielea pentru transplant la om.

Ficatul de porc ar fi respins dacă ar fi transplantat la oameni, astfel încât cercetătorii urmăresc alte strategii, cum ar fi imprimarea 3D, precum și decelularizarea și recelularizarea. „Acestea sunt abordări complementare. Ne așteptăm să vedem fabrici de organe de transplant în viitor”, a spus Zatz.

 

Sursa medicalxpress.com