Voksende leveren celler og bindevæv under et fluorescens-mikroskop. Kredit: Stevens, et al. Science Translationel Medicin
Mindst siden den første gang en mand der gik på scenen på en TED talk og 3D-printet en menneskelig nyre, den idé, at vi en dag bare kan vokse nye dele af kroppen til at erstatte vores gamle, out-of-service-dem har eksisteret i den kollektive bevidsthed som højdepunktet af biomedicinske præstation. Men hvad nu hvis du faktisk ikke nødt til at vokse et helt nyt organ for at redde en persons liv?
Et papir ud onsdag i Science Translational Medicine beskriver en ny metode til voksende organ væv i mus, der efterligner den komplicerede cellulære og optimering af de menneskelige lever. Det rejser også en spændende spørgsmål: Kan en lever udviklet til at findes et andet sted i kroppen fungere som en bro, mens en patient, der venter på en transplantation, eller måske afhente slap for en skrantende leveren?
Ikke alene kan det være muligt, kan det betyde, lab-vokset organer lave det ud af laboratoriet og i klinikken en masse før.
“Det vigtigste mål her er at levere en lever, end der kan være nyttige for en patient,” Kelly Stevens, en co-forfatter af papiret og bioengineer ved University of Washington, fortalte Gizmodo. “For at det skal ske, kan det ikke være, at vi er nødt til at bygge en helt ny lever.”
Stevens forklarede: “I kræft, for eksempel, kunne vi mere aggressivt skåret ud ondartede væv og derefter sat i en baby leveren, der erstatter den manglende brik. At kunne få patienten igennem, indtil leveren heler af sig selv.”
Dette er ikke ligefrem en ny idé. Gør en leveren, der med succes kan trække ud et par af de 500 eller deromkring funktioner leveren udfører, er naturligvis en masse lettere end at lave en, der trækker fra alle 500. Og forskerne har længe vidst, at så kompliceret som leveren er en beskåret knock-off, der stadig kan være nyttige.
Stevens og hendes kolleger, men, tælle sig blandt bare et par forskningsgrupper begyndt at se på, hvordan dette kunne arbejde praktisk, engineering en standalone lever “organoid”, der kan implanteres andre steder i kroppen. I deres opfattelse, hvis din lever mislykkedes, måske du kunne få en lille teeny lever implanteret et andet sted hen for at supplere det.
“Hvad hvis en patient er kun mangler en af leverens 500 funktioner?” Stevens sagde. “Måske en baby leveren ville være nok. Leveren er det kun i kompleksitet til hjernen. Men hvis du kan endda tilføje tilbage, at muligheden for en funktion, det kan være nok til at redde nogen.”
Den anden avancement i dette nye arbejde er, hvordan forskerne faktisk gik om voksende celler. Typisk, når bioengineers ønsker at “gøre” et orgel, de bygger et “stillads”, som har omtrent den form af det organ i spørgsmål, og så fylde det med den rigtige slags celler. Naturen tager derefter over, at organisere alle de forskellige typer af celler, hvordan de skal være. Men i effektivitetens navn, forskerne bag den nye undersøgelse bygget et stillads, at sætte celler på de rigtige steder, at der i stedet ville få celler til at “vokse.” De implanterede dette i bughule af mus med leveren skader. Over 80 dage, stilladser voksede til lille mini-lever, rogn, der efterlignede nogle funktioner af funktionelle lever. Denne metode, de sagde, lavet større lever af at handle som godt, lever. Også dette lover godt for fremtiden for regenerativ medicin.
“Denne forskning og forskning som det afgørende at føre til nye dele for mennesker,” Dave Gobel, CEO af Metusalem Foundation, fortalte Gizmodo.
Stadig, Gobel, som ikke var involveret i undersøgelsen, bemærkede den forskning, der var “meget, meget tidligt”, og endnu har ingen klar “nær-til-midtvejs kliniske implikationer.”
Og voksende fuld, menneske-størrelse, funktionelle organer, er der stadig lang vej. Nogle beregninger har foreslået at dette kan ske inden for ti år, i det mindste for enklere organer, men der er stadig en masse af kinks til at arbejde ud af det selv. Hvordan kan du optage galdegangene, for eksempel, så leveren kan også fjerne affald? Hvordan kan du skalere det til størrelsen af et menneske? For ikke at nævne, i Stevens’ forskning, med henblik på at implantere en organoid i en anden mus, mus var at de ikke har et immunsystem for at hjælpe det til at acceptere det nye organ. Det er klart, at mennesker har immunforsvar.
Men, der er klart, at der tages skridt i retning af at skabe noget, der faktisk kan hjælpe mennesker i den nærmeste fremtid.
Biotek-firmaet Organovo, for eksempel, arbejder på en lidt anden tilgang, 3D-printning “lapper” af levervæv til at hjælpe patienter, der har behov for en transplantation. Sidste efterår, er det annonceret planer om at fremsætte sine patches til FDA til revision inden for tre til fem år.
“Det fede ved at leveren er, at det ikke regenerere sig selv, så hvis du kunne forøge en syg lever med 10 procent eller mere, har du skudt en at holde en person i live, indtil en transplantation leveren bliver tilgængelige,” sagde Gobel, hvis selskabet har investeret i Organovo. “Eller i bedste fald, at leveren kan få nok af et boost at dreje om hjørnet, og regenerere sig selv.”
Gobel sagde, at han forventer, at inden for tre år vil vi gøre orgel forstærkning inde i kroppen, noget der svarer til Organovo patch-systemet. Stevens sagde, at hun ser, at deres tilgang er klar til klinikken inden for et årti.
“Tanken om at lave en helt ny leveren er sexet,” siger Stevens. “Praktisk, forskere tænker på alle disse andre ting.”