Mākslīgo aknu meklējumi

Prometejs, mitoloģiskā figūra, kurš nozaga dieviem uguni, tika sodīts, piesienot viņu pie klints. Katru dienu ērglis nogāzās un barojās ar viņa aknām, kuras pēc tam pieauga, lai nākamajā dienā atkal tiktu apēstas.

Šīs aknu šūnas (nobriedušas iekrāsotas sarkanā krāsā) tika iegūtas no inducētām pluripotentām cilmes šūnām.

Mūsdienu zinātnieki zina, ka aknas patiešām var pašas atjaunoties, ja daļa no tām tiek noņemta, saka MIT inženiere Sangeeta Bhatia, veselības zinātņu un tehnoloģiju, kā arī elektrotehnikas un datorzinātņu profesore. Tomēr pētnieki, kas cenšas izmantot šo spēju, cerot ražot mākslīgos aknu audus transplantācijai, ir vairākkārt apgrūtināti: nobriedušas aknu šūnas, kas pazīstamas kā hepatocīti, ātri zaudē savu normālo funkciju, kad tās tiek izņemtas no ķermeņa.

Tagad Bhatia un kolēģi ir spēruši soli mākslīgo aknu audu virzienā. Viņi ir identificējuši duci ķīmisku savienojumu, kas var palīdzēt aknu šūnām ne tikai uzturēt normālu darbību, kamēr tās tiek audzētas laboratorijas traukā, bet arī vairoties, veidojot jaunus audus.

Šādā veidā audzētas šūnas varētu palīdzēt pētniekiem izstrādāt inženierijas audus, lai ārstētu daudzus no 500 miljoniem cilvēku, kuri cieš no hroniskām aknu slimībām, piemēram, C hepatīta.

Bhatia, kurš ir arī pētnieks Broad un Koch institūtos, kā arī Medicīnas inženierijas un zinātnes institūtā, iepriekš izstrādāja veidu, kā īslaicīgi uzturēt normālu darbību no organisma izņemtajās aknu šūnās; galvenais bija to precīza sajaukšana ar peles fibroblastu šūnām. Šim pētījumam pētnieku grupa pielāgoja sistēmu tā, lai aknu šūnas varētu augt slāņos ar fibroblastu šūnām nelielās padziļinājumos laboratorijas traukā. Tas ļāva pētniekiem veikt liela mēroga, ātrus pētījumus par to, kā 12 500 dažādu ķīmisko vielu ietekmē aknu šūnu augšanu un funkcijas, tostarp zāļu detoksikāciju, enerģijas metabolismu, olbaltumvielu sintēzi un žults veidošanos.

Šajā ekrānā tika identificēti 12 savienojumi, kas palīdzēja šūnām dalīties, uzturēt normālu funkciju vai abus.

Bhatia un kolēģi nesen ir guvuši panākumus arī citā izaicinājumā aknu audu inženierijā: panākt, lai saņēmēja ķermenis augtu asinsvadi, lai jaunos audus piegādātu ar skābekli un barības vielām. Strādājot ar Kristoferu Čenu, Pensilvānijas universitātes profesoru, Bhatia parādīja, ka, ja audos tiek iestrādātas iepriekš izveidotas endotēlija šūnu auklas, pēc audu implantācijas tie ātri izaugs par asinsvadu blokiem.

Kopā šie dokumenti piedāvā ceļu uz priekšu, lai atrisinātu divus no ilgstošiem aknu audu inženierijas izaicinājumiem — palielināt lielu aknu šūnu daudzumu ārpus ķermeņa un panākt, lai audi tiktu transplantēti transplantācijas saņēmējam, saka Bhatia.

paslēpties