V laboratoriju za celične in tkivne kulture na Inštitutu za biologijo celice Medicinske fakultete v Ljubljani razvijajo postopke, ki omogočajo gojenje urotelijskih celic v laboratoriju in pripravo urotelijskih nadomestkov. Kot najprimernejši nosilec se je izkazala amnijska membrana, na katero se urotelijske celice uspešno pritrjajo in po njej dobro razraščajo. Amnijska membrana je del amnionske vrečke, v kateri se med nosečnostjo razvija plod in je zelo uporabna tudi v primerih zdravljenja poškodb očesa. Z uporabo teh nadomestkov se bodo lahko številne urološke motnje zdravile uspešneje, kot se zdaj.

Urotelij je najbolj neprehoden epitelij v človeškem telesu in obdaja notranjost ledvične kotanje, sečevodov, sečnega mehurja in sečnice. Sestavljen je iz več plasti celic, med sabo so povezane s tesnimi stiki, ki preprečujejo prehajanje molekul v nižje ležeča tkiva in s tem zagotavljajo krvno-urinsko pregrado. V membrani zgornje plasti celic so številni proteini uroplakini. Ti se združujejo v urotelijske plake, ki pokrivajo 70-90 odstotkov celične površine, ki je v stiku z urinom.

V tkivnem inženirstvu uporabljamo celice, biokemične dejavnike, naravne in sintetične nadomestke ter inženirske metode za izboljšanje biološke funkcije poškodovanega tkiva oziroma organa. Pogosto uporabljamo najrazličnejše nosilce, na katere nasadimo celice in tako v laboratoriju ustvarjenim tkivom ter organom damo pravo obliko, trdnost, omogočimo vgradnjo v gostiteljevo tkivo in zagotovimo primerno okolje za rast in razvoj celic. Zamrznjena amnijska membrana ne vsebuje več živih celic, ampak predstavlja mrežo zunajceličnih proteinov za pritrjanje celic ter vsebuje tudi različne rastne dejavnike in druge signalne molekule. Amnijska membrana ima več za tkivno inženirstvo uporabnih lastnosti. Ima ustrezne mehanske lastnosti - velika elastičnost in čvrstost, pospešuje epitelizacijo, zavira vnetne reakcije in brazgotinjenje tkiva. Pri prejemniku ne povzroča zavrnitvenih reakcij, njena uporaba je tudi etično sprejemljiva.

Kako poteka priprava urotelijskega nadomestka?
V laboratoriju na humano amnijsko membrano nasadijo urotelijske celice, ki se nanjo dobro pritrjajo in se razvijejo v zrel delujoč urotelij, ki bi ga lahko uporabili npr. za krpanje dela sečnega mehurja po odstranitvi tumorja. Rak sečnega mehurja spada med najpogostejša rakava obolenja. Pojavlja se v obliki večfokalnih tumorjev na uroteliju. Po kirurški odstranitvi tumorjev bi s prekrivanjem rane z amnijsko membrano preprečili prehod rakavih urotelijskih celic v nižje ležeča tkiva in posledično metastaziranje.

Za uspešno rekonstrukcijo urinarnega trakta je odločilno, da na novo vzpostavljen urotelij tvori neprehodno krvno-urinsko pregrado. V poskusih pretežno uporabljajo prašičje urotelijske celice. Pridobivanje zadostnega števila normalnih človeških celic za zdaj predstavlja glavno težavo, saj jih težko pridobimo, hkrati pa se še počasi delijo in jih težko namnožimo v zadostnem številu za poskuse.

Zgoraj omenjeni tkivnoinženirski pripravki so trenutno še v razvoju. Preden bodo uporabni v kliniki, so potrebne nadaljnje raziskave, ki bodo dodatno pojasnile mehanizme medsebojnega delovanja normalnih in rakavih urotelijskih celic z amnijsko membrano. Razvoj novih eksperimentalnih modelov pomeni inovativen pristop za študij diferenciacije, regeneracije in karcinogeneze ter testiranja zdravil na normalnem in bolezensko spremenjenem uroteliju.

Dr. Mojca Jež, univ. dipl. biotehnologinja