Um passo mais perto de fígados artificiais: Pesquisadores identificam compostos que ajudam as células do fígado crescer fora do corpo
02 de junho de 2013 - Prometheus, a figura mitológica que roubou o fogo dos deuses, foi punido por esse roubo por estar vinculado a uma rocha.Cada dia, uma águia varrido para baixo e alimentados com o fígado, o que, em seguida, voltou a crescer para ser comido de novo no dia seguinte.
Os cientistas modernos sabem que há um grão de verdade para o conto, diz MIT engenheiro Sangeeta Bhatia: O fígado pode de fato regenerar-se se parte dele é removida. Contudo, os investigadores que tentam explorar a capacidade de produção, na esperança de tecido do fígado artificial para transplante ter sido repetidamente bloqueado: células de fígado maturos, conhecidos como os hepatócitos, perdem rapidamente a sua função normal, quando retirado do corpo.
"É um paradoxo, porque sabemos que as células do fígado são capazes de crescer, mas de alguma forma não podemos levá-los a crescer" fora do corpo, diz Bhatia, o John e Dorothy Wilson Professor de Ciências da Saúde e Tecnologia e Engenharia Elétrica e Ciência da Computação MIT, membro associado sênior do Instituto Broad e membro do Instituto Koch do MIT para Integrative Cancer Research e do Instituto de Engenharia Médica e Ciência.
Agora, Bhatia e colegas deram um passo em direção a esse objetivo. Em um artigo publicado na edição de 02 de junhoNature Chemical Biology , eles identificaram uma dúzia de compostos químicos que podem ajudar as células do fígado não só manter a sua função normal, enquanto cresceu em um prato de laboratório, mas também multiplicar a produção de novos tecidos.
Células cultivadas desta forma poderia ajudar os pesquisadores a desenvolver a engenharia de tecidos para o tratamento de muitos dos 500 milhões de pessoas que sofrem de doenças crônicas do fígado, como a hepatite C, de acordo com os pesquisadores.
O autor do artigo é Jing (Meghan) Shan, um estudante de graduação na Divisão Harvard-MIT de Ciências da Saúde e Tecnologia. Os membros do laboratório de Bhatia colaborou com os investigadores do Broad Institute, Harvard Medical School e da Universidade de Wisconsin.
Tela grande escala
Bhatia desenvolveu anteriormente uma forma de manter temporariamente a função das células do fígado normal, após as células são removidas do corpo, precisamente por misturando-as com as células de fibroblastos de rato. Para este estudo, financiado pelos Institutos Nacionais de Saúde e Howard Hughes Medical Institute, os pesquisadores adaptaram o sistema para que as células do fígado pode crescer, em camadas com as células de fibroblastos, em pequenas depressões em um prato de laboratório. Isto permitiu que os pesquisadores a realizar estudos de grande escala, rápidas de como 12.500 diferentes produtos químicos afetam o crescimento de células do fígado e função.
O fígado tem cerca de 500 funções, divididos em quatro categorias gerais: desintoxicação de drogas, metabolismo energético, síntese de proteínas e produção de bile. David Thomas, um pesquisador associado trabalhando com Todd Golub do Instituto Broad, os níveis de expressão de medição de 83 enzimas do fígado que representam algumas das funções mais mimado para manter.
Após a triagem de milhares de células do fígado de oito doadores de tecidos diferentes, os pesquisadores identificaram 12 compostos que ajudaram as células manter essas funções, promoveu a divisão das células do fígado, ou ambos.
Dois desses compostos parece funcionar especialmente bem nas células de doadores mais jovens, por isso os pesquisadores - incluindo Robert Schwartz, um IMES pós-doutorado, e Stephen Duncan, professor de genética humana e biologia molecular na Universidade de Wisconsin - também testou-os em células do fígado gerado a partir de células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs). Os cientistas têm tentado criar hepatócitos de iPSCs antes, mas essas células não costumam chegar a um estado totalmente maduro.Contudo, quando tratados com estes dois compostos, as células mais completamente amadurecido.
Bhatia e sua equipe de saber se estes compostos pode lançar um programa de maturação universal que poderia influenciar outros tipos de células, bem. Outros investigadores estão agora testando-os em uma variedade de tipos de células geradas a partir de iPSCs.
Em estudos posteriores, a equipa do MIT pretende incorporar as células do fígado dos tecidos tratados em andaimes de polímero e implantá-las em ratos, para testar se poderiam ser utilizados como substituição de tecidos do fígado. Eles também estão buscando a possibilidade de desenvolver os compostos como medicamentos para ajudar próprios tecidos do fígado regenerado dos pacientes, trabalhando com Trista Norte e Wolfram Goessling da Harvard Medical School.
Eric Lagasse, um professor associado de patologia na Universidade de Pittsburgh, diz que os resultados representam uma abordagem promissora para superar as dificuldades que os cientistas têm encontrado nas células do fígado crescem fora do corpo. "Encontrar uma forma de crescer hepatócitos funcionais em cultura de células seria um grande avanço", disse Lagasse, que não fez parte da equipe de pesquisa.
Estabelecendo conexões
Bhatia e colegas também fizeram recentemente progressos para resolver um desafio de engenharia de tecido hepático, que está ficando o corpo do receptor para crescer vasos sanguíneos para fornecer o novo tecido com oxigênio e nutrientes. Em um artigo publicado nos Anais da Academia Nacional de Ciências , em abril, Bhatia e Christopher Chen, professor da Universidade da Pensilvânia, mostrou que, se os cabos pré-formados das células endoteliais são incorporados no tecido, eles vão crescer rapidamente em matrizes de vasos sanguíneos, após o tecido é implantado.
Para alcançar este objectivo, Kelly Stevens no laboratório trabalhou com Peter Bhatia Zandstra na Universidade de Toronto, para conceber um novo sistema que permite a criação de engenharia de tecidos de 3-D e de controlar com precisão o posicionamento dos diferentes tipos celulares dentro do tecido.Esta abordagem, descrita na revista Nature Communications , em maio, permite que o tecido projetado para funcionar melhor com o tecido hospedeiro.
"Juntos, esses papéis oferecem um caminho a seguir para resolver dois dos desafios de longa data em engenharia de tecido do fígado - o cultivo de uma grande quantidade de células do fígado fora do corpo e se os tecidos para enxerto ao receptor de transplante", disse Bhatia.
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Notícia:
A história acima é reproduzida a partir de materiaisfornecidos pelo Massachusetts Institute of Technology .O artigo original foi escrito por Anne Trafton.Nota: Os materiais podem ser editadas para o conteúdo e extensão. Para mais informações, entre em contato com a fonte citada acima.
Nota: Se nenhum autor é dado, a fonte é citada em seu lugar.
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