Menneskelig levervæv vokst fra stamceller


Menneskelig levervæv vokst fra stamceller

Forskere i Japan har vokst fungerende humant levervev fra stamceller. De sier at deres arbeid viser at det kan være mulig å utnytte teknologien for å lindre den akutte mangelen på donorvev for transplantasjoner.

I en 3 juli online utgave av Natur , Takanori Takebe fra Yokohama City University (YCU) Graduate School of Medicine og kollegaer, skriv:

"Vi vet at dette er den første rapporten som demonstrerer genereringen av et funksjonelt menneskeorgan fra pluripotente stamceller."

For å oppnå prestasjonen, vokste laget først små "leverknopper" fra en type humane stamceller (hiPSCs) i en kultur, og transplanterte dem deretter til levende mus. Cellene produserte funksjonelt humant levervev, komplett med blodkar.

Selv om innsatsen nå må gjøres for å sikre at disse teknikkene vil fungere hos mennesker, sier forskerne at studiet er "proof of concept" at "organ-budtransplantasjon gir en lovende ny tilnærming til å studere regenerativ medisin".

Problemet med stamceller

Siden embryonale stamceller ble oppdaget i 1981, har mange års arbeid i laboratorier over hele verden ikke klart å produsere et komplekst organ som leveren, komplett med blodkar, fra disse utifferentierte forløperceller.

Det er nå en tro på at det er i det vesentlige upraktisk å prøve å replikere i et reagensrør, de komplekse interaksjonene som foregår mellom ulike typer celler og vev når et organ utvikles.

Men med sin nye studie utfordrer Takebe og kollegaer dette konseptet og sier at du kan overvinne denne barrieren hvis du fokuserer på den tidligste prosessen med organgenerering, nemlig de cellulære samspillene som oppstår under "organbud" -utvikling.

3D knopper dannet av tre typer celle

I de tidlige stadier av leverdannelse dannes tredimensjonale leverknopper, komplett med blodkar, fra væsken til forut. Et sentralt element i denne prosessen er orkestrering av signaler mellom tre typer stamceller: lever, mesenkym og endotel.

Ved å observere denne prosessen førte Takebe og kollegaer til å lure på om de kunne etterligne den tredimensjonale (3D) leverenes dannelse ved å blande disse tre celletyper sammen i en todimensjonal (2D) petriskål.

Så de tok humant induserte pluripotente stamceller (hiPSCs) og blandet dem med humane endotelceller og humane mesenkymceller og dyrket dem i en petriskål.

De var forbauset over å finne ut at selv om de dyrket cellene i 2D, organiserte de seg til 3D-leverknopper.

Testene (immunfarging og genuttrykksanalyser) viste en slående likhet mellom knoppene som vokser i parabolen og leverknoppene som vokser naturlig i vev.

Transplantasjon av leverknopper førte til dannelse av blodkar

Når teamet transplanterte leveren knopper vokst fra hiPSCs i petriskålen til levende mus, ble det i løpet av 48 timer allerede utviklet blodtilførsel ved å øke "funksjonelle vaskulaturer" knyttet til nærliggende blodkar.

Dannelsen av en levedyktig blodtilførsel utløste også leverfunksjonene som ligner de som observeres i voksent levervev, som proteinproduksjon og evnen til å metabolisere visse stoffer.

Plus, når transplantert til mus med leversvikt, knopper restaurert leverfunksjon.

Hva nå? Metoder kan være nyttige for å dyrke transplantasjonsvev og celler for legemiddelprøving

Selv om resultatene nå må bekreftes i andre laboratorier, ser det ut som den opprinnelige entusiasmen som ble skapt av oppdagelsen av stamceller, som gikk inn i en dumme når de praktiske barrierer ble oppdaget, kan gjenopptas.

Teamet sier i en uttalelse: "Disse resultatene fremhever det enorme terapeutiske potensialet [ved] bruk av in vitro dyrket organtransplantasjon for behandling av organsvikt."

Bortsett fra den store forskjellen som en slik tilnærming kan gjøre for å håndtere mangelen på organer for transplantasjon, finnes det andre områder med potensiell anvendelse for metodene utviklet i denne studien.

For eksempel kan de være svært nyttige i stoffutviklingen. Leveren er et stort opprydningsorgan, og mange stoffer brytes ned der for å hindre at de forgifter kroppen. Dette gjør leveren til et primært mål for toksisitet forårsaket av rusmidler.

Så en viktig del av stoffutviklingen tester deres effekt på leveren. For tiden bruker disse testene celler høstet fra lever som er tatt fra døde donorer, eller produsert av cellelinjer i laboratoriet eller stamceller avledet fra donerte lever eller dyr.

Men hver av disse testmodellene har begrensninger. De utfører ikke på nøyaktig samme måte som lever i levende pasienter, og de kan være dyre og tidkrevende å forberede seg.

Takebe og kollegaer sier at metodene de har brukt i denne studien, åpner en ny måte å dyrke fullt fungerende leverenceller fra hiPSCs som kan brukes til å teste toksisitet av nye stoffer.

Midler fra Japans Vitenskaps- og teknologibyrå, og departementet for utdanning, kultur, sport, vitenskap og teknologi i Japan, bidro til å finansiere studien.

Crossroads: Labor Pains of a New Worldview | FULL MOVIE (Video Medisinsk Og Faglig 2019).

§ Problemer På Medisin: Medisinsk praksis