Maksan "silmut" - pienet palamat funktionaalisen kolmiulotteisen ihmisen maksakudoksen - kasvatettiin kantasolujen sekoituksesta. Kuva Takanori Takebe
Jos kärsit maksan vajaatoiminnasta ja tarvitset elinsiirtoa, kertoimet ovat synkät. Akuutti maksan vajaatoiminta voi aiheuttaa kuoleman muutaman kuukauden tai viikon kuluessa oireiden ensimmäisestä ilmenemisestä, ja mahdollisuudet maksansiirtoon ovat vähäiset - Yhdysvalloissa on nyt lähes 17 000 ihmistä odottamassa maksaa ja keskimääräinen odotusaika voi lähestyä vuoden pituinen.
Tästä syystä tutkijat pyrkivät selvittämään vaihtoehtoisia keinoja korvaamaan maksa, lähinnä manipuloimalla indusoituja kantasoluja maksakudoksen kehittämiseksi. Äskettäin ryhmä japanilaista tutkijaa otti valtavan askeleen kohti tätä päämäärää ja kasvatti kantasoluilla pieniä, alkeellisia maksarakkoja, jotka toimivat tehokkaasti hiiriin istuttaessa, tuottavat proteiineja ja suodattivat kemikaaleja kuten normaalit maksat.
Ryhmä esitti alustavia raportteja menestyksestään viime vuonna kansainvälisen kantasolututkimusyhdistyksen vuosikokouksessa, mutta paljasti kaikki yksityiskohdat vasta tänään, Nature- lehdessä julkaistussa tutkimuksessa. Vaikka ei ole varmaa, että niiden menetelmä johtaa koskaan korvaavaan maksaan - ja vaikka se tapahtuu, kuluu vuosia ennen kuin se on osoittautunut turvalliseksi ja tehokkaaksi ihmisille -, saavutus edustaa kaikkien aikojen ensimmäistä kertaa toimivia ihmiselimiä, vaikkakin pieniä - mittakaavassa, jota kasvatettiin yksinomaan kantasoluista.
Yokohaman kaupungin yliopiston Takanori Takeben johtamat tutkijat työskentelivät indusoitujen pluripotenttisten kantasolujen kanssa, jotka ovat kuin alkion kantasoluja siinä mielessä, että ne kykenevät kehittymään minkä tahansa tyyppisiksi ihmisen kudoksiksi, mutta ne tuotetaan manipuloimalla normaaleja aikuisten somaattisia soluja . Ihmisalkioiden kantasolujen keräämiseen liittyvien eettisten huolenaiheiden vuoksi - samoin kuin se, että Yhdysvalloissa on lukuisia lakisääteisiä rajoituksia sen tekemiselle - suurin osa alan tutkijoista käyttää nyt tämän tyyppisiä kantasoluja.
Tutkijat aloittivat käyttämällä tiettyjä kemiallisia signaaleja saadakseen nämä Petri-maljassa kasvavat kantasolut kehittymään yleistyneiksi maksasoluiksi, joita kutsutaan hepatosyyteiksi, kuten heidän aiemmissa tutkimuksissaan on tehty. Heidän todellinen temppu oli kuitenkin seuraava. Maksakudoksen kehityksen jäljittelemiseksi normaaleissa ihmisen alkioissa ne sekoitettiin kahteen muun tyyppiseen soluun: endoteelisoluihin (jotka viivat verisuonten sisäpuolelle) ja mesenkymaalisiin kantasoluihin (jotka voivat kehittyä rasvaksi, rustoksi tai luuksi).
Kaikki nämä solut sijoitettiin kaksiulotteiseen järjestelyyn Petri-maljoihin, mutta seuraavan kahden päivän aikana ne järjestäytyivät itsenäisesti kolmiulotteisiin maksanhimoihin, jotka olivat noin viisi millimetriä pitkiä ja muistuttavat maksan kehitysvaiheen varhaista vaihetta. terveissä ihmisalkioissa, noin viisi viikkoa hedelmöityksen jälkeen. Mikroskoopin alla silmukoilla osoitettiin olevan sama organisatorinen sekoitus hepatosyyttejä ja verisuonia, joita normaalisti on maksakudoksessa.
Ryhmä on kokeillut kokeillut satoja erilaisia solutyyppien yhdistelmiä, jotka on lisätty eri vaiheissa ja eri määrinä, ennen kuin saapui tarkkaan cocktailiin, joka johti maksanhermojen kasvuun. Prosessi kesti yli vuoden. He julkaisivat ajanjakson videon, joka osoittaa onnistuneen soluseoksen imeytyvän spontaanisti ravinteita ja kasvavan maksahimoon (vasemmalla näkyy erityisesti värjätty versio):
He panivat nämä maksahermot testiin implantoimalla ne hiiriin joko vatsaonteloihin tai kalloihin. Useat testit osoittivat, että nämä alkeelliset maksat pystyivät suorittamaan kaikki samat toiminnot kuin kypsät ihmisen maksat - tuottamaan samoja proteiineja, suodattamaan pois kaikki samat aineet ja ratkaisevan tärkeästi metaboloimaan tiettyjä kemikaaleja, joihin ihmisen maksakudos yleensä voi käsitellä, mutta hiiri maksakudos ei voi.
Vielä tarvitaan valtavan määrän tutkimusta, ennen kuin tällaista prosessia voitaisiin käyttää korvaavan maksakudoksen tuottamiseen ihmisille - Takebe arvelee, että kuluu noin kymmenen vuotta ennen kuin ensimmäiset kliiniset tutkimukset ihmisillä alkavat. Tutkijoille seuraavat vaiheet ovat sellaisten maksahermojen tuottaminen, jotka muistuttavat entistä tarkemmin normaalia maksakudosta (täydellisesti sappitiellä ja muilla rakenteilla), ja tuottaa enemmän silmukoita, koska heidän arvioidensa mukaan kussakin kymmenien tuhansien luokkaa tarvitaan kasvattaa yhtä maksaa, ihmiskehon suurinta sisäelintä.
Tämän tutkimuksen kenties mielenkiintoisin osa on sen mahdollinen universaalisuus: Tutkijat spekuloivat, että tällaista menetelmää voitaisiin joskus käyttää kaikenlaisten elinkudosten, myös haiman ja munuaisten kudoksen kasvattamiseen. Lyhyellä aikavälillä tekniikalla voisi olla myös innovatiivisia sovelluksia - esimerkiksi pelkästään maksanhermoja voitaisiin käyttää testaamaan kehitettävien lääkkeiden toksisuutta, koska elimen täydet sisäiset rakenteet eivät ole tarpeen sen määrittämiseksi, mitä kemikaaleja ei voida rikkoa alas kehossa.
