11 delov človeškega telesa vzgojenih v laboratoriju

Ponovna rast manjkajočega uda ni velika stvar – za morske zvezde ali močerade, za bitja, ki so znana po svoji ˝supermoči˝ regeneracije oz. zmožnosti obnovitve manjkajočega uda. Seveda to niso edine živali, ki lahko obnovijo dele telesa, ki so uničeni ali poškodovani. Jelenu lahko zraste novo rogovje, teže 30 kg, v samo treh mesecih. Ribi cebrici lahko zraste novo srce, ploski črv regenerira svojo glavo.

 

Za ljudi velja – kar je izgubljeno, je izgubljeno – ampak ali je tako?

 

Posamezne celice v telesu se, ko se izrabijo, nenehno menjajo. Proces, ki se s staranjem upočasnjuje, vendar traja vse življenje. To regeneracijo lahko celo na enem naših organov opazujemo – na koži. Dejstvo je, da človek zamenja zunanjo povrhnjico kože vsakih dva do štiri tedne. Kot poroča Ameriško kemijsko društvo, se ob tem procesu izgubi približno 510 gramov kožnih celic.

 

Kljub temu pa regeneracija celotnih organov in delov telesa ostaja zunaj zmožnosti človekovega telesa.

 

Toda v zadnjih letih so znanstveniki uspešno vzgojili vrsto struktur človeškega telesa ter nekaj človeških organov, poznanih kot organoidi, ki se uporabljajo za preučevanje funkcij človeškega organa na ravni, ki se je pred tem zdela nemogoča.

 

Navajamo nekaj zadnjih primerov:

 

Jajcevodi

 

jajcevodi

 

Z uporabo matičnih celic, so znanstveniki Max Planck Inštituta v Berlinu, vzgojili stukturo jajcevoda, ki povezuje jajčnike z maternico. V izjavi, objavljeni 11. januarja 2016, raziskovalci opisujejo nastal organizem, ki deli funkcije in oblike človeških jajcevodov.

 

Mini možgani

 

mini možgani

 

Laboratorijsko vzgojeni možgani, v velikosti radirke svinčnika, so bili kultivirani iz kožnih celic na Univerzi v Ohiu (OSU) Strukturno in genetsko so podobni možganom 5 tednov starega človeškega zarodka.

 

Dosežek je bil objavljen in opisan v izjavi 18. avgusta 2015 – organoid ima funkcionalne nevrone s prenašalci signalov, kot so aksoni in dendriti. Na fotografiji mini možganov so razvidne tudi strukture, ki jih običajno najdemo v možganih ploda.

 

Mini srce

 

 

Znanstveniki so matične celice usmerili, da se razvijejo v srčno mišico ter vezivno tkivo, ki so se organizirale v majhne prekate in začele utripati. V videu tega dosežka, srčna mišica (označeno z rdečo) utripa, medtem ko vezivno tkivo (zelen obroč) varuje mini srce v posodi, v kateri je zrastel.

 

Kevin Healy iz univerze v Kaliforniji, Berkely, profesor bioinženiringa ter soavtor študije, je v izjavi dejal:˝ Ta tehnologija nam bi lahko omogočila razvoj zdravil za srčne okvare ploda in hkrati je pomemben vodič o tem  uporaba katerih zdravil je v nosečnosti nevarna.˝ Raziskava je bila objavljena marca 2015 v reviji Nature Communications.

 

Mini ledvica

 

ImageJ=1.48vunit=um

 

Skupina avstralskih znanstvenikov je vzgojila mini ledvico. Matične celice so usmerili v tvorbo organa, ki ima troje različnih tipov ledvičnih celic. Raziskovalci so tako razvili organoid, ki je sledil razvoju normalne ledvice. Na sliki  tri barve predstavljajo tipe ledvičnih celic, ki tvorijo nefrone, različne strukture v ledvicah.

 

Mini pljuča

 

mini pljuča

 

Znanstveniki različnih institucij so sodelovali pri razvoju 3D pljučnega organoida, ki razvija bronhije in dihalne strukture ter pljučne mešičke. ˝Ta mini pljuča lahko posnemajo odziv resničnih tkiv in bodo dober model za študijo o tem, kako se organi oblikujejo in spreminjajo v času bolezni ter kako reagirajo na nova zdravila ˝ je v svoji izjavi dejak Jason R. Spence, višji avtor študije in docent interne medice ter celično razvojne biologije na Univerzi za medicino v Michiganu. Mini pljuča so v laboratoriju preživela več kot 100 dni.

 

Mini želodec

 

mini želodec

 

˝Mini želodci, ki so potrebovali približno mesec dni za kultiviranje, so oblikovali ovalno votle strukture, ki spominjajo na eno od želodčevih dveh prekatov˝je dejal Jim Wells, soavtor študije in profesor razvojne biologije v otroški bolnišnici v Cincinnatiju. Wells je povedal, da bodo mini želodci, ki merijo približno 3 mm, v veliko pomoč pri raziskovanju vpliva določenih vrst bakterij, ki povzročajo želodčne bolezni. To pa zato, ker se bakterija pri živalih obnaša drugače.

 

Vagina

 

vagina

 

V aprilu 2014 je bila v reviji The Lancet predstavljena študija, ki je opisovala uspešno presajanje vagin, vzgojenih v laboratoriju. Vagine so bile ustvarjene s pomočjo pacientovih matičnih celic ter gojenih na modelu v obliki vagine.

 

Transplantacija je bila narejena nekaj let pred tem pri štirih dekletih, starimi med 13 in 18 let. Ženske so imele prirojeno napako; maternica ali vagina sta bili manjkajoči ali nerazviti. Dekleta so bili pregledana vsako leto, osem let zapored in v tem času so organi delovali normalno in omogočali tudi spolni odnos brez bolečin.

 

Penis

 

penis

 

Znanstveniki na Wake Forest inštitutu za regenerativno medicino uporabljajo za rast penilnega erektilnega tkiva zajčje celice. Nato laboratorijsko vzgojene penise presadijo v moške kunce, ki se nato uspešno parijo. Postopek je še v eksperimentalni fazi, saj je potrebna odobritev ameriške agencije za hrano in zdravila, da se delo lahko razširi na človeška tkiva in subjekte.

 

Denar za prijekt inštitutu zagotavlja ameriška vojska, saj lahko raziskava koristi vojakom, ki so v boju utrpeli poškodbe dimelj.

 

Požiralnik

 

požiralnik

 

Na Kuban State Medical University v Krasnodarju, Rusija je mednarodna ekipa znanstvenikov ustvarila delujoč požiralnik, z rastjo matičnih celic na modelu v treh tednih; nato so organ uspešno presadili v podgane.

 

Znanstveniki so testirali vzdržljivost novega požiralnika z 10.000 kratnim napihovanjem in izpraznitvijo. Umetne strukture so vsadili v 10 miši in z njmi nadomestili 20 odstotkov prvotnega organa živali.

 

Uho

 

[FILENAME]

 

Znanstveniki so natisnili 3d model človeškega ušesa ter ga kultivirali s celicami, ki so se namnožile po celotnem modelu. Raziskovalci so ustvarili model ušesa po modelu otroškega ušesa ter s pomočjo 3D programske opreme ter 3D tiska. Ko je bil model ustvarjen, so vanj injecirali žive ušesne celice ter kolagen iz krav in tako ustvarili uho. Umetno ustvarjena ušesa so nato vsadili v podgane za čas enega do treh mesecev, medtem pa so znanstveniki preučevali spremembe v velikosti in obliki organa, ko je le-ta rastel.

 

Jetrne celice

 

jetrne celice

 

Jetra, največji organ znotraj človeškega telesa, so sposobna popravila in regeneracije, dokler so seveda na svojem mestu. Zunaj telesa pa je organ predstavljal izziv; znanstveniki so le s težavo ustvarili jetrne celice, imenovane hepatociti in jih obdržali žive.

 

Prvič je sedaj to uspelo nemškim in izraelskim znanstvenikom, ki so uspešno kultivirali hepatocite v laboratoriju in svojo raziskavo objavili 26.10.2015 v reviji Nature Biotechnology. Čeprav to ni niti organoid, ta razvoj predstavlja pomembno implikacijo za klinične študije, kot je to opisal glavni avtor študije Yaakov Nahmias, direktor Alexander Grass centra za bioinženiring na Hebrejski univerzi v Jeruzalemu, ki je študijo poimenoval tudi kot sveti gral jetrnega raziskovanja.

 

Vir

SHARE

Comments are closed.