Mini-ficat functional, creat prin bioprintare 3D
Folosind celule sangvine umane, cercetatorii brazilieni au reusit sa obtina un “mini-ficat” care poate efectua toate functiile hepatice, cum ar fi producerea de proteine, depozitarea vitaminelor si secretie biliara. Aceasta inovatie permite crearea de tesuturi hepatice intr-un laborator in doar 90 de zile si in viitor ar putea reprezenta o alternativa la transplantul de organe.
Studiul a fost efectuat de Centrul de Cercetare a Genomului si Celulelor Stem Umane (HUG-CELL). Gazduit de Universitatea din São Paulo, acest centru face parte din Centrele de Cercetare, Inovatie si Diseminare, finantate de Fundatia de Cercetare São Paulo.
Studiul a combinat tehnici legate de bioinginerie cum ar fi reprogramarea si cultivarea celulelor stem pluripotente, cu tehnica de bioprintare 3D. Datorita acestei strategii, tesutul produs de bioprinter si-a mentinut functiile hepatice pentru mai mult timp, comparativ cu rezultatele raportate anterior de alte grupuri.
Studiul a fost publicat in jurnalul Biofabrication.
Mayana Zatz, Directorul HUG-CELL si unul dintre autorii acestui studiu, a mentionat – “Trebuie sa trecem prin mai multe etape pentru a obtine un organ complet, dar suntem pe calea corecta spre rezultate foarte promitatoare. In viitorul foarte apropiat, in loc sa astepte pacientul pentru un transplant de organe, va fi posibil sa luam celule de la el si sa le reprogramam pentru a face un ficat nou in laborator. Un alt avantaj important este probabilitatea zero de respingere a noului organ, deoarece celulele sunt ale pacientului.”
Sferoidele, punctul forte al acestui studiu
Inovatia acestui studiu a constant in felul organizarii celulelor si adaugarea acestora in bio-tusul folosit la producerea tesutului, in imprimanta 3D.
Conform autorului principal al acestui studiu, Ernesto Goulart, echipa de cercetatori nu a imprimat celule individuale. Acestia au creat in schimb, o metoda de grupare a celulelor inainte de printare. Aceste “ghemuri” de celule numite sferoide sunt ceea ce formeaza tesutul si motivul pentru care acesta isi mentin functionalitatea pentru mai mult timp.
Folosind aceasta abordare, cercetatorii au evitat o problema cu care s-au confruntat majoritatea tehnicilor de bioprintare tisulara si anume, pierderea treptata a contactului dintre celule si astfel, pierderea functionalitatii tesutului.
Formatiunile sferoide din acest studiu au fost formate deja inca din etapa de diferentiere, cand celulele pluripotente au fost transformate in celule ale tesutului hepatic.
Tesut hepatic in doar 90 de zile
Conform cercetatorilor, procesul complet, de la colectarea sangelui pana la crearea tesutului functional dureaza aproximativ 90 de zile si poate fi impartit in trei etape: Diferentiere, Imprimare si Maturatie.
Initial, celulele sangvine sunt reprogramate sa regreseze la un stadiu de pluripotenta, caracteristic celulelor stem, devenind astfel celule stem pluripotente induse. Pentru ca a creat aceasta tehnica, cercetatorul japonez Shinya Yamanaka a fost premiat in 2012 cu Premiul Nobel pentru Medicina.
In urmatoare etapa se creeaza diferentierea in celule hepatice. Sferoidele sunt apoi combinate cu bio-tusul si imprimate.
Ultima etapa o constituie maturatia timp de 18 zile a structurii rezultate in urma imprimarii.
Ernesto Goulart a mentionat – “Acest proces este traumatic pentru celule, acestea au nevoie de timp pentru a se obisnui cu mediul si pentru a dobandi functionalitate. In acest stadiu, celulele nu au devenit tesuturi inca, deoarece sunt dispersate, dar asa cum studiul nostru a aratat, acestea au deja abilitatea de a curata toxinele din sange si de a produce si secreta albumina (o proteina produsa doar de ficat).”
Pentru acest studiu, cercetatorii au dezvoltat mini-organe folosind celule sangvine de la trei voluntari atat pentru a obtine materialele necesare, cat si pentru a compara markerii asociati cu functionalitatea ficatului.
“Sferoidele noastre au functionat mult mai bine decat cele obtinute dintr-o singura celula. Asa cum ne-am asteptat, in timpul maturatiei, markerii functionalitatii hepatice nu au fost redusi.” – Ernesto Goulart, autorul principal al studiului.
Chiar daca studiul a fost limitat doar la producerea de ficat in miniatura, tehnica poate fi folosita in viitor si pentru a produce organe mai complexe pentru transplant.
Acest articol este de natura informativa. despre-medicina.ro, proprietarul si colaboratorii sai nu pot fi considerati raspunzatori pentru niciun prejudiciu/pierdere de orice fel.
Surse:
