Νέα τεχνολογία επιτρέπει μαζική παραγωγή ανθρώπινων νεφρικών οργανοειδών
Μια ερευνητική ομάδα, υπό την καθοδήγηση του Ινστιτούτου Βιομηχανικής Μηχανικής της Καταλονίας (IBEC) και σε συνεργασία με το Βιοϊατρικό Ερευνητικό Ινστιτούτο της Α Coruña (INIBIC), έχει αναπτύξει μια καινοτόμο τεχνολογία που επιτρέπει την παραγωγή ανθρώπινων νεφρικών οργανοειδών σε κλίμακα. Αυτή η τεχνολογία διευκολύνει την ένωση των οργανοειδών με νεφρούς χοίρων εκτός του σώματος, οι οποίοι στη συνέχεια μεταμοσχεύονται πίσω στο ίδιο ζώο για αξιολόγηση της βιωσιμότητάς τους.
Μια σημαντική πρόοδος στην αναγεννητική ιατρική
Η μελέτη αυτή, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Biomedical Engineering, συνιστά ένα σημαντικό ορόσημο στην αναγεννητική και εξατομικευμένη ιατρική. Ανοίγει το δρόμο για τη χρήση νεφρικών οργανοειδών που προέρχονται από ανθρώπινες βλαστοκύτταρα σε κλινικές δοκιμές κυτταρικής θεραπείας. Η έρευνα αυτή, που ηγείται η Δρ. Νούρια Μοντσεράτ, η οποία ήταν επικεφαλής ερευνήτρια στο IBEC και τώρα είναι Υπουργός Έρευνας και Πανεπιστημίων της Κυβέρνησης της Καταλονίας, είναι το αποτέλεσμα πάνω από μια δεκαετία επιστημονικής έρευνας αφιερωμένης στην αναγεννητική ιατρική και τη βιομηχανική μηχανική οργάνων.
Η διαδικασία παραγωγής και οι δυνατότητες
Η ομάδα κατάφερε να συνδυάσει ανθρώπινα νεφρικά οργανοειδή με ζωντανούς χοίρους, οι οποίοι συνδέονταν με μηχανές νορμοθερμικής διήθησης, για πρώτη φορά. Αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούνται συνήθως στα χειρουργεία για να κρατούν τα όργανα ζωντανά και οξυγονωμένα πριν από τη μεταμόσχευση. Έτσι, οι ερευνητές μπόρεσαν να εισάγουν τα ανθρώπινα οργανοειδή στους χοίρους και να παρακολουθήσουν την ενσωμάτωσή τους και τη λειτουργία τους σε πραγματικό χρόνο.
«Η έρευνά μας δείχνει ότι ο συνδυασμός της τεχνολογίας οργανοειδών και της εξωσωματικής διήθησης μπορεί να επιτρέψει κυτταρικές παρεμβάσεις υπό πλήρως ελεγχόμενες συνθήκες», εξηγεί η Δρ. Μοντσεράτ. «Ο μακροπρόθεσμος στόχος είναι να μπορέσουμε να αναγεννήσουμε ή να επισκευάσουμε ένα όργανο πριν από τη μεταμόσχευση. Αυτό θα μπορούσε να μειώσει τους χρόνους αναμονής για τους χρόνιους ασθενείς και να αυξήσει τον αριθμό των βιώσιμων οργάνων για μεταμόσχευση».
Αξιολόγηση της βιωσιμότητας των οργανοειδών
Ένα νεφρικό οργανοειδές είναι μια τρισδιάστατη δομή που αναπτύσσεται σε εργαστήριο από ανθρώπινα βλαστοκύτταρα. Αν και δεν είναι πλήρες όργανο, αναπαράγει πολλές από τις κύριες δομές και λειτουργίες του. Χάρη σε αυτές τις δυνατότητες, τα οργανοειδή επιτρέπουν τη μελέτη της ανάπτυξης των νεφρών, τη δοκιμή νέων φαρμάκων και, ελπίζεται, ότι στο μέλλον θα μπορέσουν να χρησιμοποιηθούν για την αποκατάσταση κατεστραμμένου νεφρικού ιστού ή τη βελτίωση οργάνων που προορίζονται για μεταμόσχευση.
Η μελέτη αυτή παρουσιάζει μια συστηματική και κλιμακωτή μέθοδο παραγωγής χιλιάδων ανθρώπινων νεφρικών οργανοειδών χρησιμοποιώντας μικροσυσσωμάτωση και τεχνικές γενετικής μηχανικής, κάτι που αποτελεί πρωτοπορία. «Παρά την μεγάλη κλινική δυνατότητα των οργανοειδών, μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις στην εφαρμογή αυτής της τεχνολογίας σε πραγματικές ιατρικές θεραπείες ήταν η παραγωγή αυτών των οργανοειδών με κλιμακωτό, ομοιόμορφο και προσιτό τρόπο», αναφέρει η Δρ. Έλενα Γκαρέτα, ανώτερη ερευνήτρια στην ομάδα Puripotency for Organ Regeneration του IBEC.
Η ερευνητική ομάδα παρατήρησε ότι, 24 και 48 ώρες μετά τη μεταμόσχευση, τα ανθρώπινα οργανοειδή παρέμειναν ενσωματωμένα στον χοίρειο νεφρικό ιστό. Διατήρησαν τη βιωσιμότητά τους και δεν προκάλεσαν σημαντική ανοσολογική αντίδραση. Ο μεταμοσχευμένος νεφρός συνέχισε να λειτουργεί κανονικά χωρίς σημάδια βλάβης ή τοξικότητας.
