×
DOZ.PL Darmowa
aplikacja
DOZ.pl
Zainstaluj

Potencjalny przełom w dziedzinie transplantacji skóry dzięki komórkom macierzystym

Jest czuła na dotyk, umożliwia wzrost włosów i może wydzielać sebum. Skóra wyhodowana z komórek macierzystych przez zespól naukowców z USA, w tym lekarzy z Boston Children’s Hospital, może stać się przełomem w dziedzinie transplantacji skóry. Wielowarstwowa, nowa tkanka skóry powstała w pełni z pluripotencjalnych komórek macierzystych, a jej wyhodowanie zajęło około pięciu miesięcy. 

Skóra wyhodowana z komórek macierzystych

Ludzka skóra zbudowana jest z naskórka (tu wyróżnia się: warstwę rogową, warstwę jasną, warstwę ziarnista, warstwę kolczystą, warstwę podstawną) oraz skóry właściwej. Pod skórą znajduje się tkanka podskórna. Podstawową funkcją skóry jest ochronna przed czynnikami zewnętrznymi oraz regulacja temperatury ciała. Powierzchnia skóry u człowieka wynosi ok 1,5 do 3 m².

Wyhodowanie skóry z komórek macierzystych to ogromne osiągnięcie, biorąc pod uwagę, że jest ona wyjątkowo złożoną strukturą pełniącą rozmaite role, od termoregulacji i ochrony przed czynnikami zewnętrznymi po przewodzenie substancji. Było to możliwe za sprawą trwającego około 5 miesięcy procesu hodowli komórkowej odbywającego się w ściśle określonych warunkach. Po jej zakończeniu otrzymano w pełni funkcjonalną tkankę, wyposażoną we wszystkie niezbędne elementy, w tym naskórek i warstwę skóry właściwej, meszki włosowe, gruczoły łojowe i splecione obwody nerwowe.

Tak powstała skóra została przeszczepiona na plecy myszy z obniżoną odpornością, by zmniejszyć ryzyko odrzucenia transplantacji. Jak się okazało, na 55 proc. przeszczepionych tkanek wyrosły włosy, co oznacza, że w pełni zintegrowała się z organizmem zwierzęcia. Co równie ważne, wyhodowana skóra powstała z ludzkich komórek macierzystych, ale mimo wszystko przyjęła się u zwierząt, więc można wnioskować, że jej zdolności adaptacji są bardzo wysokie.

Łatwiejsze przeszczepy i diagnozy

Naukowcy zaznaczają, że jest zbyt wcześnie na entuzjazm i należy wykonać szereg dalszych badań, jednak tak obiecujące rezultaty dają nadzieję na wykorzystanie sztucznej skróty na szereg sposobów, w tym podczas operacji rekonstrukcyjnych skóry, w leczeniu łysienia czy diagnozowaniu chorób. Do tej pory, wobec braku realnej alternatywy, możliwe były jedynie autoprzeszczepy skóry (gdy konieczną partię pobierano z ciała samego biorcy) lub transplantacje z wykorzystaniem skóry zmarłego dawcy, które z kolei są obciążone wysokim ryzykiem odrzucenia. 

Wątroby hodowane z komórek skóry

Jak się okazuje, w komórkach skóry kryje się znacznie większy potencjał, niż można by podejrzewać na pierwszy rzut oka. Naukowcom z Uniwersytetu w Pittsburghu udało się przeprogramować je w sposób umożliwiający wyhodowanie zupełnie nowego organu – wątroby. Było to możliwe dzięki wykorzystaniu ludzkich komórek skóry, które przekształcono w komórki macierzyste i przeprogramowano w laboratorium, by stały się bazą zupełnie innego organu. Miniaturowe organy udało się wyhodować w zaledwie kilka tygodni, podczas gdy ludzka wątroba wymaga średnio dwóch lat, by uzyskać właściwe rozmiary. By powstanie organu było możliwe, komórki macierzyste zostały połączone z tkankami wątrobowymi zwierząt, które miały otrzymać przeszczep.

Po czterech latach od przeszczepu naukowcy uśmiercili zwierzęta i dokonali sekcji, by sprawdzić, jak funkcjonowały ich nowe organy. Jak się okazało, narządy wydzielały mocznik i kwasy żółciowe, a w ich krwi wykryto ludzkie białka wątrobowe, co również świadczy o przyjęciu się przeszczepu. Z drugiej strony, wszczepy miały słaby przepływ krwi, stwierdzono też zakrzepicę i niedokrwienie, co oznacza konieczność podjęcia dalszych prac nad właściwym unaczynieniem organów z hodowli. 

Rozwiązanie praktyczne, choć przejściowe

Miniaturowe narządy zostały z dobrym skutkiem przeszczepione szczurom, a jeśli dalsze badania potwierdzą funkcjonalność i skuteczność tego rozwiązania również u ludzi, możemy mieć do czynienia z rewolucją w dziedzinie chorób wątroby. Mowa o transplantacjach, których zakres obecnie ogranicza dostępność dawców, oraz o wsparciu organów dotkniętych niewydolnością w oczekiwaniu na transplantację. Naukowcy mają nadzieję, że w przyszłości hodowane wątroby będą mogły zastąpić organy lub ich części pozyskiwane od dawców, jednak na ten moment, wątroba z probówki to przede wszystkim rozwiązanie przejściowe, mające uratować zdrowie pacjenta wymagającego nowego organu.

Bibliografia  zwiń/rozwiń

  1. J. Lee, C. C. Rabbani, H. Gao i in., Hair-bearing human skin generated entirely from pluripotent stem cells, “Nature” 2020, https://doi.org/10.1038/s41586-020-2352-3, [dostęp:] 05.06.2020 r.
  2. R. Funnel, Skin grown from stem cells can be transplanted and grow hair, "iflscience.com" [online], https://www.iflscience.com/health-and-medicine/skin-grown-from-stem-cells-can-be-transplanted-and-grow-hair/, [dostęp:] 05.06.2020 r. 
  3. P. Dockril, Tiny human livers grown in the lab have been successfully transplanted into rats, "sciencealert.com" [online], https://www.sciencealert.com/bioengineered-human-livers-grown-from-skin-cells-successfully-transplanted-into-rats, [dostęp:] 05.06.2020 r. 
  4. K. Takeishi, A. Collin de l’Hortet, Y. Wang i in.,  Assembly and function of a bioengineered human liver for transplantation generated solely from induced pluripotent stem cells, „Cell Reports” 2020, doi http://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2020.107711, [dostęp:] 05.06.2020 r.

Podziel się: