Regeneracja wątroby “na żądanie” coraz bliżej? Nigdy wcześniej nie było tak dokładnego modelu

Inżynierowie MIT prześledzili wszystkie etapy regeneracji wątroby, co w przyszłości będzie można wykorzystać do leczenia chorób przewlekłych.
Hepatocyty – jak na zdjęciu – są głównymi komórkami funkcjonalnymi wątroby /Fot. NIH
Hepatocyty – jak na zdjęciu – są głównymi komórkami funkcjonalnymi wątroby /Fot. NIH

Zdolności regeneracyjne ludzkiej wątroby są naprawdę spektakularne. Nawet gdy utracimy 70% jej powierzchni, pozostała tkanka zregeneruje się w ciągu kilku miesięcy w pełnowymiarowy organ. Teraz naukowcy z MIT stworzyli nowy model tkankowy wątroby, który pozwala prześledzić etapy regeneracji tego organu dokładniej niż kiedykolwiek wcześniej. Opisano go w PNAS.

Mimo iż całkiem dobrze poznaliśmy budowę i funkcjonowanie wątroby, to wciąż jest jeszcze wiele białych plam w atlasach fizjologii. To dlatego, że badania przeprowadzone na myszach lub innych zwierzętach, których biologia nie jest kompatybilna z ludzką, nie pozwalają odpowiedzieć na wszystkie pytania. Nowy model tkankowy opracowany przez naukowców MIT rozwieje wiele wątpliwości.

Prof. Sangeeta Bhatia z MIT mówi:

Od lat identyfikujemy różne geny, które wydają się być zaangażowane w regenerację wątroby u myszy, a niektóre z nich wydają się być ważne u ludzi. Nigdy nie udało się jednak odkryć wszystkich wskazówek, które sprawiają, że ludzkie komórki wątroby się dzielą.

Wątroba na chipie

Większość pacjentów oczekujących na przeszczep wątroby, cierpi na przewlekłe choroby tego organu, np. WZW, stłuszczenie wątroby czy zmiany nowotworowe. Gdyby istniała skuteczna metoda stymulowania wątroby do samodzielnej regeneracji (która jest możliwa), dałoby się uniknąć wielu transplantacji.

Jednym z najważniejszych elementów umożliwiających regenerację wątroby sa wzajemne zależności między hepatocytami (głównymi komórkami wątroby) a komórkami śródbłonka wyściełającymi naczynia krwionośne. Hepatocyty wytwarzają czynniki wzrostu stymulujące rozwój naczyń krwionośnych, a komórki śródbłonka produkują substancje umożliwiające wzrost hepatocytów. Bardzo ważny jest także przepływ płynu w naczyniach krwionośnych – wykazano, że u myszy może on stymulować komórki śródbłonka do regeneracji.

Aby uchwycić wszystkie zależności, zespół prof. Bhatii wykorzystał tzw. wątrobę na chipie do podejrzenia wszystkich mechanizmów regeneracji tego organu. Urządzenie zostało zaprojektowane w taki sposób, aby czynniki wzrostu mogły swobodnie przepływać między naczyniami krwionośnymi a komórkami wątroby.

Dzięki temu zaobserwowano, że zwiększony przepływ płynu sam w sobie nie stymulował hepatocytów do rozpoczęcia podziałów komórek. Wystarczyło jednak dodać cytokinę IL-1 beta, aby regeneracja komórek przyspieszyła. Wykryto także zwiększoną produkcję prostaglandyny E2 (PGE2), której nigdy wcześniej nie zaobserwowano w ludzkich komórkach. Okazało się, że to komórki śródbłonka są źródłem PGE2.

Czy uda się to u ludzi?

Przeprowadzone badania mogą przyczynić się do opracowania nowych terapii regeneracji wątroby u ludzi. Naukowcy mają nadzieję, że w końcu uda się okiełznać substancje stymulujące podziały komórkowe i wykorzystać je do “regeneracji na żądanie”. Trzeba bowiem pamiętać, że żadne komórki nie powinny dzielić się w nieskończoność, bo grozi to rozwojem nowotworów.

Prof. Sangeeta Bhatia podsumowuje:

Obecnie, kiedy pacjenci zgłaszają się do nas z niewydolnością wątroby, trzeba przeprowadzić przeszczep, ponieważ nie mamy pewności, czy samoistnie wyzdrowieją. Ale gdybyśmy wiedzieli, kto ma silną reakcję regeneracyjną i gdybyśmy musieli tylko ustabilizować ich stan na jakiś czas, moglibyśmy uchronić tych pacjentów przed przeszczepem.