08/11/2017

Tessuto epatico umano ingegnerizzato in modello animale, quali prospettive?

Stevens KR, Scull MA, Ramanan V, Rice CM, Bhatia SN, et al. In situ expansion of engineered human liver tissue in a mouse model of chronic liver disease. Sci Transl Med 2017 ;9(399).

Creare un tessuto epatico modificato che si espande dopo il trapianto per la cura di patologie, tra le quali  cirrosi ed epatite, che spesso creano insufficienza d’organo.

È quanto prospettano i ricercatori dell’Università di Rockefeller e della Boston University in un articolo pubblicato su Science Translational Medicine.

Più di 17.000 americani affetti da malattie epatiche sono in attesa di trapianto, ma i fegati disponibili coprono appena un decimo della domanda.

Per fare fronte a tale scarsità di organi i ricercatori hanno sviluppato un nuovo modo per progettare tessuto epatico, organizzando piccole sottounità che contengono tre tipi di cellule incorporate in un impianto di tessuto biodegradabile.

Si tratta di strutture microfabbricate che incorporano organoidi sferici fatti di epatociti e fibroblasti, nonché cordoni di cellule endoteliali che costituiscono i blocchi di costruzione dei vasi sanguigni. Questi due tipi di strutture sono organizzati in modelli e incorporati in fibrina, ossia nella proteina normalmente coinvolta nella coagulazione del sangue.

In uno studio effettuato sui topi con fegato danneggiato i ricercatori hanno osservato che, dopo essere state impiantate nell’addome, le piccole strutture si sono espanse di 50 volte e sono state in grado di svolgere le funzioni normali del fegato.

La tecnica del nuovo fegato impiantabile si basa in realtà su un lavoro precedente svolto presso il laboratorio dell’Institute for Medical Engineering and Science dal Prof. Bhatia che, nel 2011, ha sviluppato un’impalcatura di tessuto ingegnerizzato dalle dimensioni e forme di una lente a contatto, da impiantare nell’addome di un topo. Lì, secondo Bhatia, le cellule epatiche si sarebbero integrate con il sistema circolatorio del topo, permettendogli di ricevere il sangue necessario a svolgere le normali funzioni epatiche (Chen AA, Bhatia SN, et al. Humanized mice with ectopic artificial liver tissues. Proc Natl Acad Sci U S A. 2011).

Tuttavia, questi impianti contenevano meno di 1 milione di epatociti, mentre in un fegato umano ce ne sono circa 100 miliardi. I ricercatori ipotizzarono allora che sarebbe stato necessario raggiungere almeno il 10-30% di quel numero per creare organoidi in grado di funzionare ed è proprio quello che sono riusciti a fare in quest’ultimo studio, sfruttando un tratto chiave delle cellule epatiche, ossia la loro capacità di moltiplicarsi e generare nuovo tessuto epatico.

“Il fegato è il solo organo che può rigenerarsi attraverso la divisione di cellule mature e senza passare per la cellula staminale intermedia: è straordinario”, commenta Bhatia.

Una volta che i costrutti sono stati impiantati nei topi, hanno ricevuto segnali rigenerativi provenienti dall’ambiente circostante che includono fattori di crescita, enzimi e molecole, che vengono naturalmente prodotte quando si verifica un danno epatico. Questi segnali hanno stimolano le cellule endoteliali a formare vasi sanguigni e a rilasciare i fattori che stimolano la proliferazione epatocitaria, con conseguente espansione del tessuto originale di oltre 50 volte.

“L’idea che il seme di un organo possa rispondere a questi segnali rigenerativi è qualcosa di straordinario, ma è solo un’unità minima di ciò che serve”, dice Bhatia. “Quello che è veramente eccitante è che l’architettura del tessuto che emerge sembra molto simile a quella del fegato nel corpo”.

Per lo studio, i ricercatori hanno lavorato con Charles Rice, Professore di virologia presso la Rockefeller University, per impiantare il tessuto creato nei topi con un disturbo epatico di origine genetica (la tirosinemia).

Quando sono stati trattati con un farmaco che induce la riparazione i fegati di questi topi hanno iniziato a produrre segnali rigenerativi e questo fa pensare che anche nell’uomo possano produrre segnali simili.

L’obiettivo dichiarato è che un giorno si possa utilizzare questa tecnologia per aumentare il numero di trapianti, ma questi fegati ingegnerizzati potrebbero aiutare i milioni di persone che soffrono di malattie epatiche croniche e che non hanno l’indicazione al trapianto.

“Questi pazienti potrebbero non essere mai candidabili al trapianto, ma soffrono di malattie epatiche debilitanti con cui convivono. Per loro si potrebbe immaginare di aumentare la funzione epatica con un piccolo fegato ingegnerizzato e scongiurare così l’eventuale necessità del trapianto: un’ipotesi molto interessante per il futuro”, conclude Bhatia.

 

N.B. Le news sono un riassunto fedele dell’articolo originale e non riflettono la posizione ufficiale del CNT

 

 

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