2013-06-08 07:54:04
Ο μύθος του Προμηθέα του οποίου το συκώτι αναγεννιόταν κάθε νύχτα, κρύβει μια μεγάλη επιστημονική αλήθεια. Οι επιστήμονες γνωρίζουν πλέον ότι το ήπαρ μπορεί να αναγεννηθεί αν αφαιρεθεί ένα τμήμα του.
Μακρός ο δρόμος από τη θεωρία στην πράξη
Ωστόσο πέρα από τη θεωρία, στην πράξη ο δρόμος είναι μακρός: οι ερευνητές που έχουν μέχρι σήμερα προσπαθήσει να εκμεταλλευθούν την αναγεννητική ικανότητα του ήπατος με στόχο να δημιουργήσουν ηπατικό ιστό εργαστηρίου έχουν αποτύχει επανειλημμένως. Και αυτό διότι τα ώριμα ηπατικά κύτταρα χάνουν γρήγορα τη φυσιολογική λειτουργία τους όταν απομακρυνθούν από τον οργανισμό.
«Το γεγονός αυτό είναι παράδοξο καθώς γνωρίζουμε ότι τα ηπατικά κύτταρα είναι ικανά να αναπτύσσονται και να πολλαπλασιάζονται, ωστόσο δεν μπορούμε να τα κάνουμε να αναπτυχθούν εκτός του σώματος» αναφέρει η καθηγήτρια Επιστημών Υγείας και Τεχνολογίας καθώς και της Επιστήμης των Υπολογιστών στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (ΜΙΤ) δρ Σανγκίτα Μπατία.
Οι ουσίες-«κλειδιά»
Τώρα η δρ Μπατία και οι συνεργάτες της από το ΜΙΤ μαζί με ειδικούς από το Ινστιτούτο Broad, την Ιατρική Σχολή του Χάρβαρντ καθώς και το Πανεπιστήμιο του Ουισκόνσιν έκαναν ένα σημαντικό βήμα προς τον στόχο της αναγέννησης του ήπατος. Όπως ανέφεραν με δημοσίευσή τους στην επιθεώρηση «Nature Chemical Biology», εντόπισαν περισσότερες από δέκα χημικές ουσίες οι οποίες μπορούν να βοηθήσουν τα ηπατικά κύτταρα να διατηρήσουν τη φυσιολογική λειτουργία τους μέσα στο εργαστήριο αλλά και να πολλαπλασιαστούν ώστε να παραγάγουν νέο ιστό.
Κύτταρα που θα αναπτύσσονται με τέτοιον τρόπο εντός του εργαστηρίου θα μπορούν να βοηθήσουν τους επιστήμονες να δημιουργούν ιστούς, ικανούς να θεραπεύσουν πολλά από τα τουλάχιστον 500 εκατομμύρια άτομα που πάσχουν σήμερα παγκοσμίως από ηπατικές νόσους, όπως η ηπατίτιδα C, σημειώνουν οι ερευνητές.
Ανάμειξη με ινοβλάστες
Η δρ Μπατία είχε αναπτύξει στο παρελθόν μια μέθοδο ώστε να διατηρεί παροδικά τη φυσιολογική λειτουργία των ηπατικών κυττάρων μετά την απομάκρυνσή τους από το σώμα αναμειγνύοντάς τα με ινοβλάστες ποντικών. Τώρα στο πλαίσιο της νέας μελέτης η ερευνητική ομάδα προσάρμοσε αυτή τη μέθοδο ώστε τα ηπατικά κύτταρα να αναπτύσσονται σε στρώματα μαζί με τους ινοβλάστες. Με τον τρόπο αυτό οι ερευνητές κατάφεραν να διεξαγάγουν πειράματα σε μαζική κλίμακα προκειμένου να ανακαλύψουν πώς 12.500 διαφορετικά χημικά επιδρούν στη λειτουργία και στην ανάπτυξη των ηπατικών κυττάρων.
Εχοντας «σαρώσει» χιλιάδες ηπατικά κύτταρα που είχαν ληφθεί από οκτώ διαφορετικούς δότες ιστού, οι ερευνητές κατέληξαν τελικώς σε 12 ουσίες που φάνηκε ότι βοηθούσαν τα κύτταρα είτε να διατηρούν τη φυσιολογική λειτουργία τους είτε να προάγουν τον πολλαπλασιασμό τους, είτε και τα δύο.
Μελέτη και σε κύτταρα «γεννημένα» από iPS
Δύο από τις ουσίες που εντόπισαν μάλιστα οι ειδικοί φάνηκε να είναι ιδιαιτέρως αποτελεσματικές σε κύτταρα που είχαν ληφθεί από νεότερους δότες. Ετσι οι επιστήμονες διερεύνησαν τη δράση αυτών των δύο ουσιών σε ηπατικά κύτταρα τα οποία είχαν δημιουργηθεί από κύτταρα iPS (induced pluripotent stem cells, κύτταρα με τις πολυδύναμες ιδιότητες των εμβρυϊκών βλαστικών που προκύπτουν από τον επαναπρογραμματισμό ενηλίκων κυττάρων). Επιστήμονες είχαν προσπαθήσει να δημιουργήσουν ηπατικά κύτταρα από iPS και στο παρελθόν, δεν κατάφερναν όμως να τα οδηγήσουν σε ένα πλήρως ώριμο στάδιο. Ωστόσο με τη νέα τεχνική και την προσθήκη των δύο παραγόντων, τα κύτταρα έφθασαν σε πιο πλήρες στάδιο ωρίμανσης.
Η δρ Μπατία και οι συνεργάτες της ελπίζουν ότι οι ουσίες που ανακάλυψαν θα μπορούν να αποτελέσουν τη βάση για ένα «οικουμενικό» πρόγραμμα ωρίμανσης κυττάρων το οποίο θα αφορά πολλούς και διαφορετικούς κυτταρικούς τύπους. Άλλες ερευνητικές ομάδες μελετούν μάλιστα αυτές τις ουσίες σε ποικίλους κυτταρικούς τύπους που δημιουργούνται από κύτταρα iPS.
Εμφύτευση «καλουπιών» με τα κύτταρα σε ποντίκια
Μελλοντικά η ομάδα από το ΜΙΤ και τα υπόλοιπα κέντρα σχεδιάζει να τοποθετήσει τα ηπατικά κύτταρα τα οποία θα έχουν υποστεί επεξεργασία με τους παράγοντες σε «καλούπια» από πολυμερές τα οποία και θα εμφυτεύσει στον οργανισμό ποντικών. Σκοπός αυτών των πειραμάτων θα είναι να αποδειχθεί αν οι ιστοί που θα προκύψουν θα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως «ανταλλακτικά» πασχόντων ηπατικών ιστών.
Ένα άλλο σενάριο είναι η ανάπτυξη των ουσιών που εντοπίστηκαν σε μορφή φαρμάκων τα οποία θα λαμβάνονται από τους ασθενείς και θα βοηθούν στην αναγέννηση του ηπατικού ιστού τους.
Ξεπεράστηκε ο «σκόπελος» των αιμοφόρων αγγείων
Η δρ Μπατία και η ομάδα της έκαναν παράλληλα προσφάτως άλλο ένα σημαντικό βήμα σε ό,τι αφορά τη δημιουργία ηπατικού ιστού, ξεπερνώντας τον σκόπελο που αφορά στην ανάπτυξη νέων αιμοφόρων αγγείων στο σώμα του λήπτη τα οποία είναι ζωτικής σημασίας ώστε να παρέχουν στον ηπατικό ιστό οξυγόνο και θρεπτικά συστατικά. Σε μελέτη που δημοσιεύθηκε τον περασμένο Απρίλιο στην επιθεώρηση «Proceedings of the National Academy of Sciences» η καθηγήτρια σε συνεργασία με τον Κρίστοφερ Τσεν από το Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνιας, έδειξαν ότι αν στον ιστό ενσωματωθούν «κορδόνια» ενδοθηλιακών κυττάρων, αυτά δημιουργούν γρήγορα ομάδες αιμοφόρων αγγείων. Για να δημιουργηθούν αυτά τα «κορδόνια» οι ερευνητές σχεδίασαν ένα νέο σύστημα που επιτρέπει τη δημιουργία τρισδιάστατων τμημάτων ιστών. Η ανάπτυξη του συστήματος παρουσιάστηκε σε ξεχωριστή μελέτη που δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Nature Communications» τον περασμένο μήνα.
«Ολες αυτές οι δημοσιεύσεις σε συνδυασμό προσφέρουν ένα μονοπάτι που οδηγεί προς την αναγέννηση του ηπατικού ιστού – προς την ανάπτυξη μεγάλου αριθμού ηπατικών κυττάρων εκτός του οργανισμού και στη συνέχεια τη μεταμόσχευσή τους στον λήπτη» κατέληξε η δρ Μπατία.
tovima.gr
Μακρός ο δρόμος από τη θεωρία στην πράξη
Ωστόσο πέρα από τη θεωρία, στην πράξη ο δρόμος είναι μακρός: οι ερευνητές που έχουν μέχρι σήμερα προσπαθήσει να εκμεταλλευθούν την αναγεννητική ικανότητα του ήπατος με στόχο να δημιουργήσουν ηπατικό ιστό εργαστηρίου έχουν αποτύχει επανειλημμένως. Και αυτό διότι τα ώριμα ηπατικά κύτταρα χάνουν γρήγορα τη φυσιολογική λειτουργία τους όταν απομακρυνθούν από τον οργανισμό.
«Το γεγονός αυτό είναι παράδοξο καθώς γνωρίζουμε ότι τα ηπατικά κύτταρα είναι ικανά να αναπτύσσονται και να πολλαπλασιάζονται, ωστόσο δεν μπορούμε να τα κάνουμε να αναπτυχθούν εκτός του σώματος» αναφέρει η καθηγήτρια Επιστημών Υγείας και Τεχνολογίας καθώς και της Επιστήμης των Υπολογιστών στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (ΜΙΤ) δρ Σανγκίτα Μπατία.
Οι ουσίες-«κλειδιά»
Τώρα η δρ Μπατία και οι συνεργάτες της από το ΜΙΤ μαζί με ειδικούς από το Ινστιτούτο Broad, την Ιατρική Σχολή του Χάρβαρντ καθώς και το Πανεπιστήμιο του Ουισκόνσιν έκαναν ένα σημαντικό βήμα προς τον στόχο της αναγέννησης του ήπατος. Όπως ανέφεραν με δημοσίευσή τους στην επιθεώρηση «Nature Chemical Biology», εντόπισαν περισσότερες από δέκα χημικές ουσίες οι οποίες μπορούν να βοηθήσουν τα ηπατικά κύτταρα να διατηρήσουν τη φυσιολογική λειτουργία τους μέσα στο εργαστήριο αλλά και να πολλαπλασιαστούν ώστε να παραγάγουν νέο ιστό.
Κύτταρα που θα αναπτύσσονται με τέτοιον τρόπο εντός του εργαστηρίου θα μπορούν να βοηθήσουν τους επιστήμονες να δημιουργούν ιστούς, ικανούς να θεραπεύσουν πολλά από τα τουλάχιστον 500 εκατομμύρια άτομα που πάσχουν σήμερα παγκοσμίως από ηπατικές νόσους, όπως η ηπατίτιδα C, σημειώνουν οι ερευνητές.
Ανάμειξη με ινοβλάστες
Η δρ Μπατία είχε αναπτύξει στο παρελθόν μια μέθοδο ώστε να διατηρεί παροδικά τη φυσιολογική λειτουργία των ηπατικών κυττάρων μετά την απομάκρυνσή τους από το σώμα αναμειγνύοντάς τα με ινοβλάστες ποντικών. Τώρα στο πλαίσιο της νέας μελέτης η ερευνητική ομάδα προσάρμοσε αυτή τη μέθοδο ώστε τα ηπατικά κύτταρα να αναπτύσσονται σε στρώματα μαζί με τους ινοβλάστες. Με τον τρόπο αυτό οι ερευνητές κατάφεραν να διεξαγάγουν πειράματα σε μαζική κλίμακα προκειμένου να ανακαλύψουν πώς 12.500 διαφορετικά χημικά επιδρούν στη λειτουργία και στην ανάπτυξη των ηπατικών κυττάρων.
Εχοντας «σαρώσει» χιλιάδες ηπατικά κύτταρα που είχαν ληφθεί από οκτώ διαφορετικούς δότες ιστού, οι ερευνητές κατέληξαν τελικώς σε 12 ουσίες που φάνηκε ότι βοηθούσαν τα κύτταρα είτε να διατηρούν τη φυσιολογική λειτουργία τους είτε να προάγουν τον πολλαπλασιασμό τους, είτε και τα δύο.
Μελέτη και σε κύτταρα «γεννημένα» από iPS
Δύο από τις ουσίες που εντόπισαν μάλιστα οι ειδικοί φάνηκε να είναι ιδιαιτέρως αποτελεσματικές σε κύτταρα που είχαν ληφθεί από νεότερους δότες. Ετσι οι επιστήμονες διερεύνησαν τη δράση αυτών των δύο ουσιών σε ηπατικά κύτταρα τα οποία είχαν δημιουργηθεί από κύτταρα iPS (induced pluripotent stem cells, κύτταρα με τις πολυδύναμες ιδιότητες των εμβρυϊκών βλαστικών που προκύπτουν από τον επαναπρογραμματισμό ενηλίκων κυττάρων). Επιστήμονες είχαν προσπαθήσει να δημιουργήσουν ηπατικά κύτταρα από iPS και στο παρελθόν, δεν κατάφερναν όμως να τα οδηγήσουν σε ένα πλήρως ώριμο στάδιο. Ωστόσο με τη νέα τεχνική και την προσθήκη των δύο παραγόντων, τα κύτταρα έφθασαν σε πιο πλήρες στάδιο ωρίμανσης.
Η δρ Μπατία και οι συνεργάτες της ελπίζουν ότι οι ουσίες που ανακάλυψαν θα μπορούν να αποτελέσουν τη βάση για ένα «οικουμενικό» πρόγραμμα ωρίμανσης κυττάρων το οποίο θα αφορά πολλούς και διαφορετικούς κυτταρικούς τύπους. Άλλες ερευνητικές ομάδες μελετούν μάλιστα αυτές τις ουσίες σε ποικίλους κυτταρικούς τύπους που δημιουργούνται από κύτταρα iPS.
Εμφύτευση «καλουπιών» με τα κύτταρα σε ποντίκια
Μελλοντικά η ομάδα από το ΜΙΤ και τα υπόλοιπα κέντρα σχεδιάζει να τοποθετήσει τα ηπατικά κύτταρα τα οποία θα έχουν υποστεί επεξεργασία με τους παράγοντες σε «καλούπια» από πολυμερές τα οποία και θα εμφυτεύσει στον οργανισμό ποντικών. Σκοπός αυτών των πειραμάτων θα είναι να αποδειχθεί αν οι ιστοί που θα προκύψουν θα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως «ανταλλακτικά» πασχόντων ηπατικών ιστών.
Ένα άλλο σενάριο είναι η ανάπτυξη των ουσιών που εντοπίστηκαν σε μορφή φαρμάκων τα οποία θα λαμβάνονται από τους ασθενείς και θα βοηθούν στην αναγέννηση του ηπατικού ιστού τους.
Ξεπεράστηκε ο «σκόπελος» των αιμοφόρων αγγείων
Η δρ Μπατία και η ομάδα της έκαναν παράλληλα προσφάτως άλλο ένα σημαντικό βήμα σε ό,τι αφορά τη δημιουργία ηπατικού ιστού, ξεπερνώντας τον σκόπελο που αφορά στην ανάπτυξη νέων αιμοφόρων αγγείων στο σώμα του λήπτη τα οποία είναι ζωτικής σημασίας ώστε να παρέχουν στον ηπατικό ιστό οξυγόνο και θρεπτικά συστατικά. Σε μελέτη που δημοσιεύθηκε τον περασμένο Απρίλιο στην επιθεώρηση «Proceedings of the National Academy of Sciences» η καθηγήτρια σε συνεργασία με τον Κρίστοφερ Τσεν από το Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνιας, έδειξαν ότι αν στον ιστό ενσωματωθούν «κορδόνια» ενδοθηλιακών κυττάρων, αυτά δημιουργούν γρήγορα ομάδες αιμοφόρων αγγείων. Για να δημιουργηθούν αυτά τα «κορδόνια» οι ερευνητές σχεδίασαν ένα νέο σύστημα που επιτρέπει τη δημιουργία τρισδιάστατων τμημάτων ιστών. Η ανάπτυξη του συστήματος παρουσιάστηκε σε ξεχωριστή μελέτη που δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Nature Communications» τον περασμένο μήνα.
«Ολες αυτές οι δημοσιεύσεις σε συνδυασμό προσφέρουν ένα μονοπάτι που οδηγεί προς την αναγέννηση του ηπατικού ιστού – προς την ανάπτυξη μεγάλου αριθμού ηπατικών κυττάρων εκτός του οργανισμού και στη συνέχεια τη μεταμόσχευσή τους στον λήπτη» κατέληξε η δρ Μπατία.
tovima.gr
ΜΟΙΡΑΣΤΕΙΤΕ
ΔΕΙΤΕ ΑΚΟΜΑ
ΠΡΟΗΓΟΥΜΕΝΟ ΑΡΘΡΟ
AMD Kabini APUs: Σύντομα θα τις δούμε σε ultra-mini
ΣΧΟΛΙΑΣΤΕ
