Делящи се чернодробни клетки, които могат да спасяват животи
За да добиете представа колко мащабен е проблемът, ще ви кажем само че около 16 000 американци са включени в списъци за чакане за трансплантация на черен дроб. Намирането на надежден черен дроб за трансплантация е изключително предизвикателство и предвидените трансплантации за тази година в САЩ са едва 7 000. Има страни като Япония, където недостигът е още по-плашещ и хората, които се нуждаят от подобна трансплантация, са десет пъти повече от наличните органи.
Именно това огромно разминаване между нуждата и наличността провокира японски учени да търсят неуморно алтернативно решение. През изминалата година те успяха да синтезират мини-дробове или звена от чернодробни клетки чрез клетки, добити от кожната тъкан на човешки индивиди, и репрограмирани обратно до ембрионалното им състояние. Това е необходимо, тъй като ембрионалните стволови клетки могат да се изменят в буквално всеки друг вид клетки в човешкото тяло.
При смесването на клетките с два други типа клетки, изработените примитивни чернодробни клетки се организирали в триизмерна структура, допълнена и с кръвоносни съдове. В резултат от това учените възпроизвели процес, чрез който човешкият ембрион започва да изгражда нормално функциониращ черен дроб.
Трансплантиран на мишка, човешкият черен дроб, дълъг около 5 милиметра, извършвал повечето от функциите на един зрял орган, като например преработката на захар и лекарства. Когато учените деактивирали собствения черен дроб на мишката, човешките клетки запазили животното живо в продължение на два месеца. Човек с малфункция на черния дроб би се нуждал от десетки хиляди подобни „гнезда“ от чернодробни клетки, за да се възстанови.
Макар че този тип клети могат да бъдат произведени от кожата на всеки човешки индивид, пациентите ще трябва да приемат медикаменти потискащи имунната система, за да избегнат евентуалното отхвърляне на органа. Според американски изследователи реалистично е да очакваме подобни клетъчни гнезда да стана официална терапия през следващото десетилетие.
Отглеждане на мозъчни органоиди
За момента учените не са в състояние да възпроизведат отделни части от мозъка с цел лечението на определени неврологични наранявания и дефекти. В последно време обаче те използват стволови клетки, за да произведат мозъчни органоиди, това са клетъчни образувания, които имитират част от функциите на отделни част на мозъка.
За целта са използвани два вида стволови клетки – ембрионални стволови клетки и зрели стволови клетки, които са били репрограмирани до началното им състояние. Клетките са поставени при специални условия, изолирани в специален гел и стимулирани с хранителни вещества, подбрани така че да превърнат материала в неврони, подобни на тези, които се намират в кортекса.
Невроните буквално се самоорганизират и след няколко седмици оформят триизмерни структури с диаметър около една десета от инча.
Ако погледнете под микроскоп, няма да видите завършен мозък, но тези култури ще съдържат индивидуални части на мозъка, които има функционални връзки помежду си. Освен гръбначния кортекс, учените са успели да култивират и части от вентралния предмозък, който свързва невроните с кортекса, както и хороиден плексус, който произвежда гръбначната течност.
При един от най-впечатляващите им експерименти, учените обособяват органоиди от кожните клетки на човек, страдащ от микроцефалия. Този вид генетично изменение причинява драстично смаляване на мозъка. Въпросните органоиди са имали по-малък размер от този на органоидите, получени от здрави индивиди, тъй като клетките на пациента са се разделили твърде рано и се оказали обеднени.
Това, за което тези органоиди са най-полезни, е създаването на модел, който може да помогне за изследванията върху човешкия мозък, какво причинява неговото деформиране, заболяване и т.н. Аналогичен е методът, използван при създаването на овцата Доли. Той е наречен соматичнен клетъчен ядрен трансфер (SCNT) заменя ДНК-то в клетката ядро с генетичен материал от ядрото на кожните клетки, което провокира клетката да започне да се дели, ако е оплодена.
Резултатът е ембрион, който представлява почти перфектно генетично копие на донора. При хората целта на соматичния клетъчен ядрен трансфер е нерепродуктивно клониране, или създаването на ембриони и култивирането им, така че да се специализират в тъкани, които могат да помогнат за лечението на болести и травми.
Това да накараме една яйцеклетка да се превърне в ембрион се оказва много по-трудно при хората отколкото при овцете, например. Едва през 2013 г. американски учен успя да постигне подобен резултат след неуспешни опити с над 1000 яйцеклетки от маймуни.
Вече съществуват и други начини за производството на стволови клетки, но горепосоченият метод е уникален, тъй като те осигуряват общо генетично копие на донора.