Как да отглеждате човешки мини дробчета в лабораторията, за да помогнете за лечение на чернодробни заболявания -
Култивирането на човешки мини дробчета в лабораторията осигурява по-добро разбиране на чернодробните заболявания. Това са потенциално мощни инструменти за тестване на лекарства.
Създаването на човешки черен дроб в лабораторията може да изглежда много като работата на д-р Франкенщайн. Но в действителност това далеч не е така. В моята лаборатория открихме как да контролираме гените и функциите на този орган, разработени в лабораторията. Използваме този инструмент, за да разберем опустошителните чернодробни заболявания и да лекуваме тестове.
Краен стадий на чернодробна недостатъчност причинява около 30 000 смъртни случая в САЩ. Единственото окончателно лечение до момента е чернодробната трансплантация, но недостигът на донорски черен дроб е ограничаващ фактор. Втората водеща причина за чернодробна недостатъчност е резултат от прогресивните увреждания, причинени от алкохолна и безалкохолна мастна чернодробна болест (NAFLD).
Чернодробно заболяване
Броят на хората с това заболяване нараства бързо заедно с епидемиите от затлъстяване и диабет. За да разберат хода на това заболяване, изследователите се нуждаят от модели, които имитират неговия ход при хората. Но мисля, че може да сме решили този проблем. Изследователи в моята лаборатория са открили как да развият мини човешки черен дроб.
Аз съм лекар-учен и моята лаборатория изучава нови подходи за разбиране и лечение на чернодробни заболявания. Интересувах се от черния дроб, докато изучавах медицина в Мексико, когато член на семейството почина от краен стадий на чернодробна недостатъчност.
Безалкохолната мастна чернодробна болест обхваща редица чернодробни заболявания - Кредит: Natali1979/Shutterstock.com
След медицинското си обучение получих докторска степен. в инженеринга и регенерацията на чернодробната тъкан. След това тренирах в Китай и Швеция, за да се науча как да развивам изкуствени органи, направени от клетки.
Накрая учих в Харвардското медицинско училище, където се научих как да спасявам органи, безполезни за трансплантация, и да ги използвам за направата на чернодробна тъкан в лабораторията. След всичките тези години си намерих работа в университета в Питсбърг, центъра за изследване на черния дроб по целия свят.
Как да отглеждаме черен дроб в лабораторията
Черният дроб е особено необичаен орган в човешкото тяло, защото той единствен може да се регенерира.. Освен това изпълнява почти 500 различни функции, включително трансформацията на химикали или лекарства, мазнини и всички хранителни вещества, които консумирате. И произвежда много основни молекули.
За първи път аз и моите колеги генетично проектирани цели човешки мини дробчета използване на индуцирани плюрипотентни стволови клетки (iPS), тип стволови клетки, които могат да бъдат генерирани от възрастни кожа или кръвни клетки.
Може би се чудите как „отглеждате“ човешки мини-орган от стволови клетки. Така че нека да обясня. Първо събираме възрастни кожни клетки от здрав човек и ги отглеждаме в лабораторията. След това генетично модифицираме тези клетки, за да изключим ген, наречен SIRT1, който в нормален черен дроб е отговорен за регулирането на метаболизма на мазнините и контролирането на възпалението в черния дроб.
Следващата стъпка е втора генетична модификация, при която добавяме четири специфични гена, които преобразуват тези модифицирани клетки за възрастни в iPS клетки, които потенциално могат да се диференцират в почти всеки тип клетки в тялото.
След като тези клетки се върнат към стволовите клетки, ние ги оставяме да се размножават в големи флакони, докато имаме милиони. След това ги излагаме на различни растежни фактори, за да предизвика трансформацията им в чернодробни клетки в чаша на Петри.