ارگانوئید جدید زخم کبدی را شبیه سازی می کند

نورنیوز-گروه اجتماعی:به گزارش  فیز، این مدل کنش و واکنش بین هپاتوسیت و سلول‌های ستاره‌ای کبدی، دو نوع سلولی که در فرایند ترمیم کبد و فیبروز دخالت دارند را بازسازی می‌کند. ارگانوئید مذکور یک پلتفرم انسانی مورد نیاز برای بررسی روند شکل گیری زخم کبدی، چگونگی برقراری ارتباط سلول‌ها با یکدیگر در زمان جراحت و آزمایش داروهایی که آسیب کبدی را متوقف یا معکوس می‌کند، فراهم خواهد کرد.

بدن انسان توانایی خارق العاده ای برای ترمیم دارد. اما گاهی اوقات سیستم ترمیم بدن بیش از آنکه کمک حال باشد، آسیب می‌رساند که این روند در بیماری‌های مزمن کبدی دیده می‌شود. در این وضعیت یک جراحت مکرر چرخه‌ای از آسیب و ترمیم را در گذر زمان رقم می‌زند که به تولید بیش از حد ماتریکس‌های خارج سلولی(ECM)منجر می‌شود.

در حالیکه بافت سالم کبد به تدریج جایگزین بافت زخم می‌شود (این فرایند با نام فیبروز شناخته می‌شود) ممکن است به سیروز کبدی، یک مرحله غیرقابل بازگشت که بیشتر اوقات نارسایی این عضو را در پی دارد، منجر می‌شود. همین امر اهمیت نیاز به درمان‌هایی که بتوانند فیبروز را قبل از دائمی شدن متوقف یا معکوس کنند، نشان می‌دهد.

محققان انستیتو ساینس توکیو برای درک بهتر آنکه فیبروز چگونه شکل می‌گیرد یک ارگانوئید کبد انسانی جدید ابداع کرده اند که در حقیقت مدل مینیاتوری آزمایشگاهی است که ساختار و عملکرد بافت واقعی کبد را تقلید می‌کند. این مدل iHSO نامیده می‌شود و برای بازسازی تعامل بین دو نوع سلول کلیدی را که ترمیم کبد را تنظیم می‌کنند یعنی هپاتوسیت و سلول‌های ستاره‌ای کبد، طراحی شده است.

محققان به رهبری پروفسور سی کاکینوما این پژوهش را انجام داده اند. وی در این باره می‌گوید: تحقیق نشان دهنده سیستمی نوین است که به محققان کمک می‌کند به درک بهتری از تعامل بین هپاتوسیت ها و سلول‌های ستاره‌ای کبدی دست یابند که احتمالاً به توسعه درمان‌های جدید برای بیماری‌های مختلف این عضو نیز منجر می‌شود.

در کبد سالم سلول‌های ستاره‌ای کبدی غیرفعال باقی می‌مانند و ویتامین آ را در قطرات کوچک چربی ذخیره می‌کنند. هنگامیکه کبد مجروح می‌شود، این سلول‌ها سیگنالی از هپاتوسیت های آسیب دیده و همچنین سلول‌های سیستم ایمنی و اندوتلیال دریافت می‌کنند. به همین دلیل آنها در واکنش به این روند فعال و به میوفیبروبلاست هایی تبدیل می‌شوند که ECM را برای ترمیم زخم تولید می‌کنند.

سلول‌های ستاره‌ای کبدی همچنین تعامل نزدیکی با هپاتوسیت ها دارند و یک سیستم ارتباطی دو طرفه که فرایند ترمیم و احیا را تنظیم می‌کند، به وجود آورده اند. آنها می‌توانند رشد هپاتوسیت ها را بیشتر کنند و از سوی دیگر هپاتوسیت ها روی مرگ یا فعالسازی سلول‌های ستاره‌ای کبدی تأثیرگذار هستند. اما بیشتر این دانش از مدل‌های حیوانی به دست آمده که به طور کامل رفتار سلول‌های انسانی را تقلید نمی‌کنند.

محققان برای برطرف کردن این شکاف با استفاده از سلول‌های بنیادی پرتوان القایی یک ارگانوئید ابداع کردند. درمرحله بعد آنها سلول‌های شبیه هپاتوسیت و ستاره‌ای ساختند و آنها را در حالت سه بعدی کشت کردند تا ارگانوئیدهایی کروی شکل بسازند.

واسطه تعامل آنها ICAM-۱، یک مولکول چسبندگی، و اینترلوکین -۱β (IL-۱β)، یک سایتوکاین تولیدشده توسط سلول‌های ستاره‌ای کبد (HSCs)بود.

iHSO ها توانستند آسیب کبدی را مدلسازی کنند. هنگامیکه آنها در معرض استامینوفن که ممکن است به سمیت کبد منجر شود، قرار گرفتند، نوعی الگوی جراحت مشابه آنچه در کبد انسانی دیده می‌شود از جمله فعال‌سازی سلول‌های ستاره‌ای کبد (HSC) در پاسخ به آسیب هپاتوسیت‌ها را تشکیل دادند.