A máj „rügyeit” - a funkcionális háromdimenziós emberi májszövet kis darabjait - őssejtek keverékéből tenyésztették. Fotó: Takanori Takebe
Ha májelégtelenségben szenved és transzplantációra szorul, az esélyek sötétek. Az akut májelégtelenség a tünetek első megjelenésétől számított néhány hónapon vagy héten belül halált okozhat, és a májátültetés esélye csekély - az Egyesült Államokban jelenleg közel 17 000 ember vár májat, és az átlagos várakozási idő megközelíthető egy év hosszú.
Ez az oka annak, hogy a tudósok arra törekszenek, hogy alternatív módokat hozzanak létre pótló májok előállítására, főleg az indukált őssejtek manipulálásával a májszövet kialakítása érdekében. A közelmúltban egy japán tudósok egy hatalmas lépést tettek a cél felé, az őssejtek segítségével kicsi, kezdetleges májdaganatok növesztésére, amelyek egerekbe ültetve hatékonyan működtek, fehérjéket termeltek, és a szokásos májok szerint kiszűrték a vegyszereket.
A csoport az őssejtek kutatásával foglalkozó Nemzetközi Társaság éves találkozóján előzetes jelentéseket nyújtott be a tavalyi sikerről, ám a Nature-ben közzétett tanulmányban a mai napig nem fedték le a részleteket. Noha egyáltalán nem biztos, hogy módszerük valaha pótló májat eredményez - és ha mégis megtörténik, akkor évekkel később lesz bizonyított az ember számára biztonságos és hatékony - ez a teljesítés az első olyan funkcionális emberi szervet képviseli, bár kicsi- méretarányú, amelyet kizárólag őssejtekből termesztettek.
A kutatók, a Jokohama Városi Egyetem Takanori Takebe vezetésével, indukált pluripotens őssejtekkel dolgoztak, amelyek olyanok, mint az embrionális őssejtek, mivel képesek bármilyen lehetséges emberi szövetté fejlődni, de normál felnőtt szomatikus sejtek manipulálásával készülnek. . Az emberi embriók őssejtjeinek begyűjtésével kapcsolatos etikai aggodalmak miatt - és azzal a ténnyel, hogy az Egyesült Államokban számos jogi korlátozás van erre a tilalom ellen - a helyszínen a legtöbb kutató most az ilyen őssejteket használja.
A tudósok egy bizonyos kémiai jel felhasználásával kezdték el ezeket a Petri-csészében növekvő őssejteket arra ösztönözni, hogy a májsejtek néven ismert generalizált májsejtekké alakuljanak, amint azt korábbi kutatásaikban is megtették. Igaz trükkük azonban az volt, ami a következő. A májszövet fejlődésének utánozására normál emberi embriókban két másik típusú sejtben keveredtek: endotélsejtek (amelyek az erek belsejét vonják be) és a mezenchimális őssejtek (amelyek zsírré, porcgá vagy csontré fejlődhetnek).
Mindezeket a sejteket kétdimenziós elrendezésbe helyezték a Petri-csészékben, de a következő két napban önmagukba szerveződtek háromdimenziós májbimbókba, amelyek nagyjából öt milliméter hosszúak és hasonlítanak a máj fejlődésének korai szakaszába. egészséges emberi embriókban, körülbelül öt héttel a megtermékenyítés után. Mikroszkóp alatt kimutatták, hogy a rügyek ugyanolyan szervezeti keverékkel rendelkeznek a májszövetben általában jelen lévő májsejtekben és erekben.
A csoport állítólag több száz különböző sejttípus-kombinációt kipróbált, különböző szakaszokban és különböző mennyiségekben, mielőtt megkapta a pontos koktélt, amely a májrügyek növekedéséhez vezetett. Ez a folyamat több mint egy évet vett igénybe. Kiadtak egy időközű videót, amely azt mutatja meg, hogy a sikeres sejtkeverék spontán felszívja a tápanyagokat és növekszik a májrügybe (a speciálisan festett változat a bal oldalon látható):
Ezeket a májrügyeket tesztelik, egerekbe ültetve, akár a hasüregbe, akár a koponyájukba. Különféle tesztek kimutatták, hogy ezek a kezdetleges májok képesek ugyanazokat a funkciókat elvégezni, mint az érett emberi máj - ugyanazokat a fehérjéket termelve, ugyanazokat az anyagokat kiszűrve, és alapvető fontosságú, hogy metabolizálják azokat a vegyszereket, amelyekkel az emberi májszövet általában képes kezelni, de egér nélkül a májszövet nem képes.
Még hatalmas mennyiségű kutatásra van szükség ahhoz, hogy ez a fajta eljárás felhasználható legyen pótló májszövet előállítására az emberek számára - Takebe azt gondolja, hogy körülbelül tíz év múlva várható el az első emberi klinikai vizsgálat. A kutatók számára a következő lépések olyan májrügyek létrehozása, amelyek még szorosabban hasonlítanak a normál májszövetekre (epevezetékkel és más struktúrákkal kiegészítve), és nagyobb számú rügy keletkezik, mivel becsléseik szerint valahol több tízezerre lenne szükség egy máj termesztése, az emberi test legnagyobb belső szerve.
Ennek a kutatásnak talán a legizgalmasabb aspektusa a potenciális egyetemesség: A kutatók azt gondolják, hogy ez a fajta módszer valamikor felhasználható mindenféle szervszövet, beleértve a hasnyálmirigy és a vesék termesztésére is. Rövid távon a technika innovatív alkalmazásokkal is rendelkezhet - például csak a májrügyeket lehet használni a fejlesztés alatt álló gyógyszerek toxicitásának tesztelésére, mivel a teljes szerv belső szerkezetére nincs szükség annak meghatározásához, hogy melyik vegyi anyag nem bontható le le a testben.
