Menschlichem Lebergewebe Gewachsen aus Stammzellen

Wissenschaftler in Japan haben sich funktionierende menschlichem Lebergewebe aus Stammzellen . Sie sagen, ihre Arbeit zeigt, kann es möglich sein, nutzen die Technologie, um den akuten Mangel an Spendergewebe für Transplantationen zu lindern.

In einer 3. Juli Online-Ausgabe Natur, Takanori Takebe der Yokohama City University ( YCU ) Graduate School of Medicine und Kollegen , zu schreiben :

" Unseres Wissens ist dies der erste Bericht zeigt die Erzeugung einer funktionellen Organ des Menschen aus pluripotenten Stammzellen . "

Um die Leistung zu erreichen , das Team wuchs ersten kleinen " Lebernerven" aus einer Art von menschlichen Stammzellen ( hiPSCs ) in einer Kultur , dann verpflanzt sie in lebenden Mäusen . Die Zellen produziert Funktions menschlichem Lebergewebe , komplett mit Blutgefäßen.

Obwohl Anstrengungen müssen nun , um sicherzustellen, diese Techniken bei menschlichen Patienten zu arbeiten , sagen die Wissenschaftler ihre Studie "proof -of-concept ", die " OrgelstöpselTransplantation bietet einen vielversprechenden neuen Ansatz in der regenerativen Medizin zu studieren " .

Das Problem mit Stammzellen

Da embryonale Stammzellen wurden 1981 entdeckt , jahrelanger Arbeit im Labor in der ganzen Welt nicht gelungen, ein komplexes Organ herzustellen , wie der Leber , komplett mit Blutgefäßen , aus diesen undifferenzierten Vorläuferzellen .

Es besteht nun die Überzeugung, dass es im Wesentlichen nicht praktikabel zu versuchen und zu replizieren, in einem Teströhrchen , die komplexen Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Arten von Zellen und Geweben , als ein Organ entwickelt stattfinden soll .

Doch mit ihrer neuen Studie Takebe und Kollegen stellen diese Vorstellung , und sagen, Sie können diese Barriere zu überwinden , wenn Sie auf der ersten Prozess der Organ Generation , nämlich die zellulären Interaktionen , die während der " Orgel Knospe " Entwicklung auftreten konzentrieren.

3D Knospen aus drei Arten von Zellen gebildet

Während der frühen Stadien von Leberbildungdreidimensionale Leber Knospen , komplett mit Blutgefäßen , zu bilden, aus dem Gewebe des Vorderdarm . Ein wichtiges Element in diesem Prozess ist die Orchestrierung von Signalen zwischen den drei Arten von Stammzellen : Leber, mesenchymalen und Endothelzellen .

Die Beobachtung dieses Prozesses führte Takebe und Kollegen zu fragen, ob sie das dreidimensionale (3D) Leberknospenbildungdurch Mischen dieser drei Zelltypen zusammen in einem zweidimensionalen (2D) Petrischale zu imitieren.

Und sie nahmen menschlichen induzierten pluripotenten Stammzellen ( hiPSCs ) und mischte sie mit menschlichen Endothelzellen und humanen mesenchymalen Zellen und kultivierten sie in einer Petrischale .

Sie waren erstaunt, dass , auch wenn sie die Zellen kultiviert in 2D, organisiert sie sich in 3D- Lebernerven .

Tests ( Immunfärbung und Genexpressionsanalysen ) zeigten eine verblüffende Ähnlichkeit zwischen den in der Schale angebaut Knospen und Lebernerven, die natürlicherweise in Gewebe wachsen.

Die Transplantation von Leber Knospen führte zur Bildung von Blutgefäßen

Als das Team die transplantierten Leber Knospen von hiPSCs in der Petrischale in lebenden Mäusen gewachsen ist, innerhalb von 48 Stunden die Knospen bereits die Entwicklung eines Blutversorgung durch den Anbau von " funktionellen Gefäßsystemen " zu den umliegenden Blutgefäße verbunden .

Die Bildung eines lebensfähigen Blutversorgung der Leber -Funktionen , die denen bei erwachsenen Lebergewebe beobachtet , wie die Proteinproduktion und die Fähigkeit, bestimmte Medikamente verstoffwechseln ausgelöst auch .

Darüber hinaus , wenn sie in Mäuse mit Leberversagen transplantierten , restauriert Knospen Leberfunktion.

Wie geht es weiter ? Die Maßnahmen könnten nützlich für die wachsende Transplantatgewebe und Zellen für Drogentests sein

Obwohl die Ergebnisse müssen nun in anderen Labors bestätigt werden , sieht es wie der anfänglichen Begeisterung durch die Entdeckung von Stammzellen abgefeuert , die in einer Pause ging , als die praktischen Hindernisse entdeckt wurden, können wieder angefacht werden.

Das Team sagt in einer Erklärung: " Diese Ergebnisse unterstreichen das enorme therapeutische Potenzial [ der ] mit in vitro gezüchtet OrgantransplantationKnospe zur Behandlung von Organversagen . "

Neben dem großen Unterschied solcher Ansatz könnte bei der Bewältigung der Mangel an Organen für Transplantationen zu machen , gibt es andere Bereiche mit möglichen Anwendung für die in dieser Studie entwickelten Methoden .

Zum Beispiel können sie sehr nützlich bei der Arzneimittelentwicklung sein könnte. Die Leber ist eine große Aufräum Orgel, und viele Verbindungen sind unten gebrochen ihnen Vergiftung des Körpers zu verhindern. Dies macht die Leber ein Hauptziel für die Toxizität von Medikamenten verursacht werden.

So ist ein wichtiger Bestandteil der Arzneimittelentwicklung testet deren Wirkung auf die Leber. Derzeit werden diese Tests verwenden Zellen aus Lebern von toten Spendern oder von Zelllinien im Labor oder Stammzellen spendete Leber oder Tieren hergestellt geerntet.

Aber jede dieser Testmodelle hat seine Grenzen . Sie führen keine in genau der gleichen Weise wie Lebern in lebenden Patienten , und sie sind teuer und zeitaufwendig herzustellen sein.

Takebe und Kollegen sagen, dass die Methoden, die sie in dieser Studie verwendet wurden eröffnen einen neuen Weg, um vollständig zu wachsen funktionierende Leberzellen aus hiPSCs , die dann dazu verwendet werden könnten, um die Toxizität neuer Medikamente zu testen.

Die Mittel aus der Japan Science and Technology Agency , und dem Ministerium für Bildung , Kultur, Sport , Wissenschaft und Technologie von Japan, half finanzieren die Studie.