Vzgojiti človeška tkiva v laboratoriju ni več hud izziv. Pluripotentne celice usmerijo v določeno smer razvoja, nakar se množijo in postajajo vse večja kepa, pa naj bo to kožnega, mišičnega ali katerega drugega tkiva ... A od tu do pravega človeškega organa ostaja ogromen preskok. Izziv, ki večinoma še ni premagan. Kepa tkiva pač ni organ. Ta je sestavljen iz različnih tkiv, ki orkestrirano zavzamejo določeno medsebojno razmerje in obliko.
Težava oblike se v laboratorijih še nekako rešuje s kalupi. Lahko so umetni. Da se jih narediti tudi iz darovanih organov, s katerih izperejo večino celic, ostane pa kolagenska osnova, na katero lahko naselijo nov organski projekt. Le težave sinhronizirane rasti organa - da se tkivo ne širi zgolj enolično v vse smeri - znanstvenikom nekako še ni uspelo zgrabiti za roge.

Raziskovalna skupina iz ZDA sporoča, da je naredila korak naprej v tej smeri. Na Cincinnati Children's Hospital Medical Center (CCHMC) so z bioinženiringom ustvarili organoidne različice človeških jeter in pri tem odkrili "omrežja genetsko-molekularnega sporazumevanja, ki nadzorujejo razvojne procese organa", piše v njihovem sporočilu za javnost. Ocenjujejo, da so s tem opravili velik preboj na poti do končnega cilja: ustvariti zdrava, uporabna človeška jetra iz pluripotentnih matičnih celic.
Raziskava je objavljena v znanstveni publikaciji Nature.
Na CCHMC-ju poudarjajo, da organoidi še niso uporabni za kakršne koli terapije na ljudeh. Pred prvo serijo kliničnih preizkusov potrebujejo še nekaj "umerjanja molekularnih podrobnosti".

Ker jeter za presaditev ni na pretek
Če bolezen jeter napreduje do zadnjega stadija, bolniku ne preostane drugega kot presaditev. Darovanih organov pa ni ravno na pretek. Regenerativna medicina si je zato kot enega ključnih ciljev zastavila, da razvije samoorganizirana človeška tkiva. V njih so celice tarča koordiniranega zaporedja molekularnih dogodkov, natančno časovno in prostorsko umerjenih, da rezultirajo v funkcionalnih, trirazsežnih brstih jeter, piše v sporočilu za javnost. Ravno podrobnosti so ključne, če naj zadeva dobi tudi terapevtski potencial. Treba je umeriti najfinejše podrobnosti molekularno-celičnega komuniciranja v entodermu (eni izmed plasti) zarodka, kjer se zasnujejo jetra.
"Pridobivanje jeter in jetrnih tkiv za presaditve bi izjemno koristilo ljudem, ki so jih prizadele jetrne bolezni - in ki potrebujejo inovativne pristope zdravljenja. Pridobljeni podatki nam omogočajo poglobljeno razumevanje medcelične komunikacije pri jetrnih celicah v razvoju; in kažejo, da lahko proizvedemo brste človeških jeter, ki so neverjetno podobni tistim iz naravnega razvoja zarodka," je izjavil vodja raziskave, Takanori Takebe s CCHMC-ja.

Kaj točno so počeli
RNK ali ribonukleinska kislina je vrsta dedninskih molekul v celici, ki skrbi za prepisovanje informacij z DNK-ja v proteine in je tako ključna za njeno delovanje. Raziskovalci so izvajali sekvenciranje RNK-ja v posameznih celicah in s tem iskali morebitne spremembe, nastale po spremembi tkiva v tridimenzionalno. Takrat se zadeva iz enostavne petrijevske kulture prelevi v kompleksno, saj začnejo žilne, vezivne in jetrne celice izmenjevati informacije.
Prednost metode sekvenciranja RNK-ja v posameznih celicah je v tem, da priskrbi shemo genske dejavnosti v vsaki celici - in vsakem tipu celice. Raziskovalci so se v tem sklopu osredinili na aktivne transkripcijske faktorje, torej tiste gene, ki drugim genom dajejo navodila; pa še na signalne molekule in receptorje v različnih celicah. Pomembno: tako pred kot po prelevitvi v trirazsežen skupek tkiv. Ugotovitev: ko se je to zgodilo, so se zgodile v gensko-molekularni komunikaciji "dramatične spremembe".
Metoda je nadalje omogočila podrobno primerjavo materiala, pridobljenega z bioinženiringom, z naravnim. Raziskovalci so opazili, da se laboratorijski organoidi "ponašajo z molekularnim in genetskim podpisom, ki je zelo podoben naravno razvitemu".

Izražanje genov na obeh straneh sicer ni bilo povsem enako. Raziskovalci ugibajo, da bi do tega lahko prišlo zaradi drugačnega mikrookolja, s katerim se soočajo celice v petrijevki ali tiste v dejanskem zarodku.
Dejavnik zrelosti
Izolirali so protein in receptor, ki naj bi bila ključna za razvoj in dozorelost jetrnih celic. To je signalni protein VEGF, ki ga celice proizvajajo, ko hočejo spodbosti produkcijo krvničk, in receptor KDR, ki proteine sprejme in spodbudi dostavo krvi v razvijajoča se jetra. Točno to komunikacijo so raziskovalci našli v mladih mišjih jetrih, naravnih človeških jetrnih celicah in v z bioinženiringom proizvedenih organoidih.
"Naše meritve z izvrstno natančnostjo kažejo, da se celice različnih tipov skozi medsebojne 'pogovore' spreminjajo na način, ki zelo verjetno oponaša dejanske procese med razvojem človeka. Sicer se moramo še veliko naučiti, preden bomo lahko proizvedli polno funkcionalno tkivo človeških jeter v laboratoriju. Vseeno pa gre za velik korak v tej smeri," je zatrdila Barbara Treutlein, ki je vodila del raziskave na nemškem inštitutu Maxa Plancka.

Na miših že uspešni
Prav prej omenjeni Takebe je pred štirimi leti sodeloval pri glodavčevem podvigu. Kot tokrat so vzeli vezna, žilna in jetrna tkiva in iz njih ustvarili nekaj milimetrov velik organoid. Le mišji. Presadili so ga v malo žival, kjer je deloval. A tudi takrat jim je uspelo poustvariti nekaj osnovnih faz razvoja in skupek v miši ne bi mogel nadomestiti pravih jeter - je pa pripomogel.